Huygens
par Nicolas Rosseels et Vincent Mollet
publié le 9 mars 2002, mis à jour le 25 janvier 2005
La sonde Huygens de l'ESA (Agence Spatiale Européenne) a effectué, le 14 janvier 2005, le premier atterrissage jamais réalisé sur Titan, le plus gros satellite de Saturne, étudiant l'atmosphère et la surface de ce satellite.
Initialement, Huygens devait être parachutée sur Titan en novembre 2004, mais, à cause d'un problème de conception, certaines données n'auraient pas pu être transmises correctement à la sonde américaine Cassini (qui devait les relayer jusqu'à la Terre). La NASA et l'ESA avaient donc décidé de retarder le parachutage de sept semaines et de le faire à une distance 50 fois plus grande que prévu.
Huygens porte le nom de Christiaan Huygens (1629-1695), scientifique néerlandais qui découvrit les anneaux de Saturne et, en 1655, son plus gros satellite : Titan.
Masse : 349 kg
Huygens a effectué la plus grande partie de son voyage jusqu'à Titan accrochée sur la sonde Cassini, formant ainsi un ensemble de plus de 5,5 tonnes.
Développement : ESA (Agence Spatiale Européenne)
Date de lancement : 15 octobre 1997
Lieu de lancement : Cape Canaveral
Lanceur : Titan IVB / Centaur
Dimensions
Huygens a un diamètre de 2,7 mètres.
Objectifs
Huygens devait étudier l'atmosphère de Titan ainsi que sa surface.
La composition de l'atmosphère de Titan est semblable à celle qu'il y avait sur la Terre lorsque la vie est apparue. Les observations de Huygens, en collaboration avec celles de Cassini, devaient donc, en plus d'informations sur Titan, fournir des indices très utiles sur l'apparition de la vie sur Terre.
Instruments scientifiques
ACP - Aerosol Collector and Pyrolyser
Cet instrument devait collecter des aérosols pour des analyses de composition chimique.
Guy Israel, CNRS Service d'Aéronomie, Verrières-le-Buisson, France.
DISR - Descent Imager/Spectral Radiometer
Cet instrument devait prendre des images et des mesures spectrales.
Marty Tomasko, University of Arizona, Tucson, Etats-Unis.
DWE - Doppler Wind Experiment
Cet instrument devait étudier la propagation des signaux radio à travers l'atmosphère pour comprendre ses propriétés.
Mike Bird, Universität Bonn, Allemagne.
GCMS - Gas Chromatograph and Mass Spectrometer
Cet instrument devait analyser la composition chimique du gaz.
Hasso Niemann, NASA/GSFC, Etats-Unis.
HASI - Huygens Atmosphere Structure Instrument
Cet instrument devait mesurer les propriétés physiques et électriques de l'atmosphère au moment de l'entrée dans celle-ci, durant la descente et après l'atterrissage. Il comportait un micro permettant d'écouter des sons venus de Titan…
Marcello Fulchignoni, Université de Paris VII / Dept. de Recherche Spatiale, Observatoire de Paris-Meudon, France.
SSP - Surface Science Package
Cet instrument devait déterminer les propriétés physiques et la composition de la surface à l'endroit de l'impact.
John Zarnecki, Open University, Royaume-Uni.
Déroulement de la mission
15 Octobre 1997
Huygens et Cassini (à laquelle elle est accrochée) quittent la Terre à bord du lanceur Titan 4 et commencent leur voyage de sept ans en direction de Saturne.
Durant le voyage en direction de Saturne, Huygens, accrochée à la sonde Cassini, est inactive. Tous les six mois, elle est « réveillée » pour une vérification complète.
Les étapes de ce voyage sont détaillées dans notre article sur Cassini.
25 Décembre 2004
Huygens se sépare à 2h00 TU de Cassini et descend vers Titan.
14 Janvier 2005
04:41:19 TU : Huygens se "réveille".
09:05:56 TU : Huygens pénètre dans l'atmosphère de Titan, à 1270 km d'altitude au-dessus de la surface du satellite.
En 3 minutes, la vitesse de Huygens passe de 22 000 km/h à 1400 km/h. Le bouclier thermique protège la sonde de la température extrêmement élevée à laquelle elle est soumise (de l'ordre de 1800°C) et agit comme un frein.
Le parachute pilote (2,6 mètres de diamètre) est déployé. Le but de ce parachute est d'enlever la protection thermique arrière de la sonde.
09:10:24 TU : Le parachute principal (8,3 mètres de diamètre) est déployé.
Le bouclier thermique avant est largué.
Les instruments scientifiques sont alors exposés à l'atmosphère de Titan, à une altitude d'environ 160 km.
Huygens transmet les données qu'elle collecte à Cassini.
09:25:21 TU : Le parachute principal est remplacé par un autre parachute plus petit (3 mètres de diamètre) de manière à ne pas trop ralentir la descente, afin de s'assurer que les batteries fournissent de l'énergie jusqu'au moment de l'atterrissage.
Toutes les actions de Huygens ont, jusqu'ici, été basées sur des temporisateurs.
A partir d'une altitude de 60 km, Huygens est, par contre, capable de déterminer elle-même son altitude, en utilisant une paire d'altimètres radar.
10:20:00 TU : Le Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT, Virginie Occidentale, USA) détecte un signal émis par la sonde.
11:38:11 TU : Huygens atteint la surface environ 2 heures et 30 minutes après son entrée dans l'atmosphère et atterrit en douceur.
12:50:24 TU : Passée sous l'horizon de Titan, Cassini ne reçoit plus le signal de Huygens. Cette dernière ne cesse pourtant d'émettre que plus tard...
16:19 TU : Les premières données scientifiques arrivent à l'ESOC (European Space Operations Centre) à Darmstadt (Allemagne).
Résultats de la mission
Plus de 59 Mo de données ont été reçus de Huygens, dont environ 350 photos prises durant la descente et après que la sonde ait touché le sol.
Les images prises par l'instrument DISR révèlent que Titan présente d'extraordinaires similitudes avec notre planète Terre sur les plans météorologiques et géologiques. Ces images montrent en effet un réseau complexe de canaux étroits partant des zones d'altitude élevée et descendant vers les régions plus basses en formant des "rivières" se jetant dans des "lacs" comportant des "îles"...
Les images prises par DISR montrent également de petits cailloux arrondis dans ce qui semble être un lit de rivière asséché. Il semblerait qu'ils soient composés de glace d'eau "sale" (avec des impuretés).
Les données récoltées par Huygens indiquent que du liquide coulerait ou aurait coulé sur Titan. Il ne s'agirait cependant pas d'eau mais bien de méthane (CH4), qui existerait à l'état liquide sur Titan vu les températures qui y règnent (-179°C à la surface).
Les rivières et lacs de Titan semblent secs pour l'instant mais il pourrait y avoir plu (du méthane) récemment.
La chaleur générée par Huygens ayant réchauffé le sol sous la sonde, les instruments GCMS et SSP ont détecté du méthane gazeux jaillissant de la surface.
Le sol de Titan paraît être composé au moins en partie de dépôts provenant de la brume organique de l'atmosphère. Les pluies de méthane les feraient se concentrer au fond des canaux et rivières.
Certains indices indiqueraient que Titan a connu une activité volcanique produisant de la glace d'eau et de l'ammoniaque (et non de la lave).
Bref, des phénomènes familiers sur Terre semblent se produire également sur Titan, mais en mettant en oeuvre d'autres composés chimiques. Au lieu d'eau liquide, Titan aurait du méthane liquide. Au lieu de lave, les volcans de Titan cracheraient de la glace d'eau...
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