Huygens

Nation	Agence spatiale européenne (ESA)
Objectif(s)	Atterrissage de Titan
Vaisseau spatial	Huygens
Masse de l’engin spatial	852 livres (318 kilogrammes)
Conception et gestion de mission	NASA / JPL /ESA
Lanceur	Titan 401B-Centaur (TC-21 / Titan 401 no. 4B-33)
Date et heure de lancement	Oct. 15, 1997 / 08:43 UT
Site de lancement	Cap Canaveral, Floride. / Complexe de lancement 40
Instruments scientifiques	1. Instrument de structure atmosphérique (HASI) 2. Spectromètre de masse Neutre à chromatographe en phase gazeuse (GC / MS) 3. Collecteur d’aérosols et Pyrolyseur (ACP) 4. Imageur de Descente / Radiomètre spectral (DISR) 5. Trousse Scientifique de surface (SSP) 6. Expérience de vent Doppler (DWE)

Premières

• Huygens a été le premier vaisseau spatial à se poser dans le système solaire externe et le plus éloigné de la Terre

Dates clés

Oct. 15, 1997 : Lancement

Jan. 14, 2005 : Atterrissage de Titan

En profondeur : Huygens

Le projet Cassini-Huygens était un projet de coopération entre la NASA et l’ESA (ainsi que l’Agence spatiale italienne, ASI). La NASA a fourni le vaisseau principal, l’orbiteur Cassini, et l’ESA a fourni l’atterrisseur, Huygens.

La sonde Huygens est descendue dans l’atmosphère de Titan, la plus grande lune de Saturne, en 2005. Il a fourni une étude détaillée de l’atmosphère de Titan pendant sa descente de 2,5 heures vers la surface. Il a relayé des données et des images de la surface boueuse de Titan pendant encore une heure et 10 minutes.

Les principaux objectifs scientifiques de la mission comprenaient un ensemble diversifié d’enquêtes sur Saturne, ses lunes et son environnement proche.

L’orbiteur de 6 900 livres (3 132 kilogrammes) d’une durée de vie initiale de 11 ans était alimenté par trois générateurs thermoélectriques à radio-isotopes (RTG), de même conception que les RTG embarqués à bord d’Ulysse, Galileo et New Horizons.

Le Huygens de 740 livres (335 kilogrammes) a été nommé d’après le physicien néerlandais Christiaan Huygens (1629-1695). Cassini a été nommé d’après l’astronome italien Giovanni Cassini (1625-1712).

Hugyens a été conçu pour étudier l’atmosphère de Titan, y compris les propriétés chimiques, le vent, la température et les profils de pression d’environ 170 kilomètres jusqu’à la surface de la lune. La sonde n’a pas été conçue pour survivre après l’atterrissage, bien que les scientifiques n’aient pas exclu cette possibilité.

Le voyage de Cassini à Saturne comprenait quatre aides à la gravité. Sept mois après son lancement, le vaisseau spatial a dépassé Vénus le 26 avril 1988, à une portée d’environ 284 kilomètres (175 miles), gagnant 16 330 miles par heure (26 280 kilomètres par heure).

Cassini a effectué un deuxième survol de Vénus le 24 juin 1999, à une distance d’environ 623 kilomètres (390 miles) et un de la Terre à 03h28 TU Août. 18, 1999, à une portée d’environ 730 miles (1,171 kilomètres), avant de se diriger vers Jupiter.

Au cours de cette partie de la traversée, Cassini est passé par l’astéroïde 2685 Masursky le 26 janvier 1985. 23, 2000, volant aussi près d’environ 932,000 miles (1,5 million de kilomètres) à 09:58 TU. Au cours de la rencontre, Cassini a utilisé ses instruments de télédétection pour étudier la taille, les dimensions et l’albédo de l’astéroïde.

Près d’un an plus tard, le déc. 30, 2000, le vaisseau spatial est passé par Jupiter à une distance d’environ 6 millions de miles (9,7 millions de kilomètres). Parmi les données qu’il a renvoyées, il y avait une image couleur globale détaillée de Jupiter, probablement l’image la plus complète de la planète entière à cette époque.

En 2001-2002, les contrôleurs ont remarqué une « brume » dans les images renvoyées par la caméra à angle étroit mais elle a été éliminée après des phases de chauffage de l’engin spatial.

Les recherches de Cassini en route vers Saturne comprenaient une expérience en octobre 2003 dans laquelle les scientifiques ont observé un décalage de fréquence des ondes radio vers et depuis la sonde lorsque ces signaux voyageaient près du Soleil. Ces résultats ont confirmé des prédictions théoriques basées sur la théorie générale de la relativité d’Einstein.

En mai 2004, Cassini-Huygens est entré dans le système de Saturne — l’attraction gravitationnelle de Saturne est devenue plus forte que l’attraction du Soleil. Après plus de cinq ans d’inactivité, le moteur principal de Cassini a été mis à feu le 27 mai à titre d’essai avant l’insertion orbitale.

Après un survol de la lune Phoebe le 11 juin à une distance de seulement 2 068 kilomètres (1 285 miles), Cassini a effectué une correction supplémentaire cinq jours plus tard.

Enfin, le 1er juillet 2004, le moteur de la sonde spatiale a tiré pendant 96 minutes, insérant ainsi Cassini-Huygens sur une orbite de 0,012 × 5,6 millions de milles (0,02 × 9 millions de kilomètres) autour de Saturne. C’était le premier objet fabriqué par l’homme à entrer en orbite autour de Saturne.

Au cours de ses premiers mois, Cassini a fourni des données détaillées sur Titan lors de trois survols (2 juillet, 27 octobre et 13 décembre) et a découvert deux petites nouvelles lunes, Méthone et Pallène.

Le jour de Noël 2004 à 02h00 TU, l’atterrisseur Huygens, resté en sommeil pendant plus de six ans, s’est séparé de Cassini et a commencé sa côte de 22 jours vers Titan. Il est entré dans l’atmosphère de Titan à 09:05:56 UT Jan. le 14 novembre 2005, et en quatre minutes, avait déployé son parachute principal de 28 pieds (8,5 mètres) de diamètre.

Une minute plus tard, Huygens a commencé à transmettre une mine d’informations à Cassini pendant plus de deux heures avant d’avoir un impact sur la surface de Titan à 11: 38: 11 UT à une vitesse de 15 pieds par seconde (4,54 mètres par seconde). Les coordonnées d’atterrissage étaient de 192,32 degrés de longitude ouest et de 10,25 degrés de latitude sud, à environ 7 kilomètres de son point cible.

Un problème dans le programme de communication a limité le nombre d’images transmises par Huygens à Cassini, d’environ 700 à 376. Pourtant, à l’excitation des scientifiques planétaires de retour sur Terre, il a poursuivi ses transmissions pendant encore trois heures et 10 minutes au cours desquelles il a transmis une vue de son environnement (224 images de la même vue).

Huygens semble avoir atterri sur une surface ressemblant à du sable fait de grains de glace. Les images de surface montraient une plaine plate jonchée de cailloux ainsi que des preuves de liquide agissant sur le terrain dans un passé récent. Des données ultérieures ont confirmé l’existence de lacs d’hydrocarbures liquides dans les régions polaires de Titan.

En avril 2016, l’ESA a annoncé que l’une des trois grandes mers de Titan proches du pôle nord, connue sous le nom de Ligela Mare, est remplie de méthane liquide pur, avec un fond marin recouvert d’une boue de matière riche en organiques.

L’orbiteur Cassini, quant à lui, a poursuivi sa mission principale d’enquête sur le système de Saturne, son voyage ponctué de survols ciblés répétés – survols activement mis en œuvre par des corrections de trajectoire – de diverses lunes, en particulier Titan, Encelade, Téthys, Hypérion, Dione, Rhéa et Iapète.

Cassini a terminé sa mission principale le 27 mai 2008, avec son 43ème survol de Titan. Au cours de cette période, le vaisseau spatial a découvert deux nouvelles lunes, Daphnis et Anthe.

Il a également découvert de nombreuses données précieuses sur Titan, y compris les premières images radar de la surface de la lune prises au cours de son Oct. 27, 2004, survol. Cassini a trouvé des preuves claires de grands lacs d’hydrocarbures liquides dans les latitudes septentrionales de Titan.

Le vaisseau spatial a également effectué un certain nombre d’expériences d’occultation radio pour étudier la distribution de la taille des particules dans les anneaux et l’atmosphère de Saturne.

Le survol le plus excitant a peut-être été le 12 mars 2008, lorsque Cassini a volé à moins de 50 kilomètres de la surface d’Encelade, passant à travers les panaches de ses geysers du sud. Le vaisseau spatial a détecté de l’eau et du dioxyde de carbone et a également cartographié les caractéristiques de surface.

En avril 2008, la NASA a approuvé une prolongation de deux ans de sa mission (60 orbites de Saturne supplémentaires), qui a officiellement commencé le 1er juillet 2008 et s’appelait la Mission Équinoxe de Cassini (elle coïncidait avec l’équinoxe de Saturne).

D’autres lunes de Saturne ont été identifiées (Aegaeon et S / 2009 S 1, ce dernier étant un « moonlet à hélice » peut-être seulement à environ 1 300 pieds ou 400 mètres de diamètre) tandis que les rencontres avec Encelade ont permis à Cassini d’acquérir des images à très haute résolution de sa surface et d’échantillonner directement ses panaches cryo-volcaniques qui semblent contenir des produits chimiques organiques complexes.

Au cours de la mission Equinox de deux ans, qui s’est terminée en septembre 2010, Cassini a effectué 26 survols ciblés de Titan, sept d’Encelade et un de Dione, Rhéa et Hélène.

le Fév. Le 3 octobre 2010, la NASA annonce que la mission de Cassini se poursuivra au-delà de la prolongation initiale de deux ans dans la nouvelle Mission Solstice de Cassini qui durera jusqu’en septembre 2017, quelques mois après le solstice d’été de Saturne.

La nouvelle mission a été nommée d’après le solstice d’été saturnien survenu en mai 2017, qui a marqué le début de l’été dans l’hémisphère nord et de l’hiver dans l’hémisphère sud. (Le vaisseau spatial était arrivé à Saturne juste après le solstice d’hiver du nord de la planète. L’extension a ainsi permis aux scientifiques d’étudier une période saisonnière complète de la planète.)

La Mission Solstice de Cassini a été principalement guidée par sa capacité à poursuivre des études approfondies sur Titan, en particulier les changements climatiques saisonniers tels que les tempêtes, les inondations et les changements dans les lacs. D’autres cibles pour l’étude comprenaient Encelade, en particulier son potentiel astrobiologique, des lunes glacées telles que Dione et Rhea et la magnétosphère et les anneaux de Saturne.

L’extension a permis 155 orbites autour de Saturne, plus 54 survols de Titan, 11 d’Encelade, deux de Rhéa et trois de Dione.

Au début de la mission Solstice, le nov. 2, 2010, Cassini a rencontré un problème lorsqu’un dysfonctionnement de l’ordinateur de l’engin spatial a arrêté tous les systèmes non essentiels. Lentement, sur une période d’environ trois semaines, les contrôleurs ont pu remettre tous les instruments de Cassini en état de marche. Un seul survol ciblé de Titan a été affecté pendant l’intérim.

Le 6 mars 2014, la sonde spatiale a effectué son 100e survol de Titan (à une portée d’environ 930 miles ou 1 500 kilomètres), effectuant des mesures de gravité afin d’explorer l’existence d’un océan souterrain global.

En juillet 2014, Cassini avait identifié au moins 101 geysers distincts en éruption sur la région polaire sud d’Enceledaus. Les chercheurs ont conclu qu’il était possible que l’eau liquide atteigne la surface de la mer souterraine de la lune (annoncé en avril 2014). La présence de cet océan souterrain salé, d’une épaisseur d’environ 19 à 25 milles (30 à 40 kilomètres), sous une coquille de glace de 6 milles (10 kilomètres), soulève la possibilité que la vie microbienne puisse y exister.

Les événements importants en 2015-2016 comprenaient un survol rapproché (à environ 29 000 miles ou 47 000 kilomètres) de Rhea en février 2015, permettant des images à très haute résolution du satellite naturel. Il y a eu un survol de l’Hyperion de forme irrégulière en mai 2015 à environ 34 000 kilomètres (21 000 miles) montrant une surface profondément marquée par les chocs. Les deux derniers survols de Dione ont eu lieu en juin et août 2015, à une portée de seulement 321 et 295 miles (516 et 474 kilomètres) respectivement.

L’événement de mission le plus spectaculaire de l’année a peut-être été la « plongée profonde » de Cassini à seulement 49 kilomètres (30 miles) au-dessus de la région polaire sud de l’Encelade géologiquement active en octobre 2015. Au cours de la rencontre, les instruments de l’analyseur de gaz et du détecteur de poussière de l’engin spatial ont échantillonné le panache de gaz et de particules glacées de la taille de la poussière de la lune.

Un dernier survol d’Encelade a été effectué en décembre à une distance d’environ 4 999 kilomètres (3 100 miles), concluant un chapitre des rencontres de la mission Cassini avec les lunes de Saturne.

En décembre 2015, Cassini a lancé un certain nombre de manœuvres orbitales délicates conçues pour faire basculer l’orbite de la sonde hors du plan annulaire de Saturne. Chaque manœuvre a été suivie d’une assistance gravitaire de Titan (« Titan fait tout le levage de charges lourdes », a noté Earl Maize, chef de projet Cassini au JPL), envoyant ainsi le véhicule à une inclinaison de plus en plus élevée (par rapport à l’équateur de Saturne). Ces manœuvres ont préparé Titan pour sa dernière année dramatique en 2016-2017, impliquant deux phases distinctes de la mission.

Le nov. Le 30 novembre 2016, Cassini s’est mis en route sur un chemin qui le transportait au-dessus et sous les pôles de Saturne, plongeant tous les sept jours à travers la région jusqu’alors inexplorée du bord extérieur des anneaux principaux. Cette phase de la mission, appelée « Orbites annulaires de Cassini », impliquait 20 « plongées » à travers cette région. Il s’est terminé le 22 avril 2017. Au cours de certaines de ces passes, l’engin spatial a directement échantillonné des particules d’anneau et des molécules de gaz faibles à proximité des anneaux.

En mars et avril 2017, des croisements d’anneaux ont permis au vaisseau spatial de voler à travers les régions extérieures poussiéreuses de l’anneau F. Après la fin de la dernière orbite en anneau le 22 avril 2017, un survol de Titan a remodelé la trajectoire de Cassini pour l’envoyer dans une nouvelle phase de la mission, la « Grande Finale », impliquant 22 plongées, la première le 26 avril à travers l’écart de 1 490 milles (2 400 kilomètres) entre Saturne et son anneau le plus intérieur.

La mission s’est terminée en septembre. Le 15 novembre 2017, sur sa 293e orbite de Saturne, Cassini plonge dans l’atmosphère saturnienne mettant fin à l’une des missions les plus ambitieuses et spectaculaires de l’histoire de l’exploration planétaire.

Selon la plupart des estimations, le vaisseau spatial a brûlé dans l’atmosphère et a été détruit environ 45 secondes après la dernière transmission. Au cours des derniers instants de la descente, les données de huit instruments scientifiques de Cassini ont retransmis des données importantes sur Terre, donnant un aperçu de la formation et de l’évolution de la planète.