Larguée par l'orbiteur Cassini dans la nuit de Noël dernier, la sonde Huygens pénètrera dans l'atmosphère de Titan, la plus grosse lune de Saturne, demain 14 janvier 2005 pour une mission d'étude de plus de deux heures à l'issue d'un voyage de 7 ans à travers le système solaire. Cette première exploration in-situ de l'atmosphère de Titan constitue l'objectif principal de la mission de Huygens. Les données collectées seront transmises vers l'orbiteur Cassini qui les retransmettra vers la Terre. Le signal mettra 68 minutes pour nous parvenir.
Une descente à hauts risques
L'entrée de Huygens dans l'atmosphère de Titan est prévue le 14 janvier à environ 09h06 UTC (10h06, heure de Paris). Elle se fera sous un angle de pénétration relativement élevé de 65°, à une vitesse d'à peu près 22 000 km/h (6,2 km/s). Le site visé se situe dans l'hémisphère sud, du côté exposé au Soleil. Protégée par un bouclier thermique ablatif, la sonde ralentira en moins de 2 minutes pour réduire sa vitesse jusqu'à 1440 km/h (400 m/s). La température des gaz produits par l'onde de choc à l'avant de son bouclier atteindra 12 000 °C, le bouclier lui-même s'échauffant jusqu'à 1800 °.
La sonde déploiera ensuite un parachute pilote de 2,6 mètres à environ 190 km d'altitude. Après 2,5 secondes, ce parachute éjectera le capot arrière de la sonde, libérant son parachute principal de 8,3 mètres de diamètre. Une fois stabilisée, la sonde relâchera son bouclier frontal, ouvrira ses clapets et déploiera les bras qui lui permettront de collecter les données scientifiques prévues. Tous les instruments seront directement exposés à l'atmosphère de Titan afin d'être en mesure de procéder de manière détaillée à des mesures in situ de sa structure, de sa dynamique et de sa chimie. La sonde recueillera également, tout au long de sa trajectoire, des images de la surface. Ces données seront transmises à l'orbiteur Cassini qui sera alors au plus près de Titan, à 60 000 km. Un réseau de radiotélescopes basés sur Terre tentera également de capter directement ce signal.
Après 15 minutes de descente, à environ 110/140 km du sol, Huygens relâchera son parachute principal pour ouvrir un petit parachute de freinage de 3 m de diamètre qui lui permettra de plonger plus rapidement dans l'atmosphère de Titan compte tenu de la durée de vie de ses batteries.
La descente durera environ 140 minutes avant que Huygens ne rentre en contact avec la surface de Titan, à une vitesse d'environ 6 m/s. Si la sonde survit à tous ces épisodes, elle entamera une mission supplémentaire consistant à caractériser directement la surface du satellite, aussi longtemps que ses batteries pourront alimenter ses instruments et que Cassini demeurera visible au dessus de l'horizon, c'est-à-dire pendant 130 minutes au maximum.
L'orbiteur Cassini réorientera alors sa principale antenne vers la Terre afin d'y transmettre en différé les données collectées par Huygens. Celles-ci seront reçues 68 minutes plus tard par l'antenne parabolique de 70 mètres de diamètre installée par la NASA à Canberra, en Australie. Trois diffusions sont prévues afin de s'assurer que toutes les données enregistrées parviendront sans incident sur la Terre. Cassini poursuivra ensuite sa propre mission d'exploration de Saturne et de ses lunes, qui comprendra plusieurs autres survols de Titan au cours des prochains mois et années à venir.
Quel type de surface Huygens rencontrera-t-il ? Solide ? Spongieuse ? Liquide ? Des expériences scientifiques variées
D'une taille supérieure à celle de Mercure et légèrement inférieure à celle de Mars, Titan a pour particularité d'être enveloppée d'une atmosphère épaisse et brumeuse, riche en azote et contenant des composés carbonés qui pourraient nous fournir de précieux renseignements sur la manière dont la Terre est devenue habitable. La composition chimique de cette atmosphère paraît en effet très similaire à celle de la Terre, avant que la vie n'y fasse son apparition. Elle est cependant plus froide (-180°c) et l'on n'y trouve pas d'eau à l'état liquide. Les données collectées in situ par Huygens, combinées aux observations globales recueillies lors des survols répétés de Titan par Cassini, devraient ainsi nous permettre de mieux comprendre, non seulement la nature de l'un des corps planétaires les plus mystérieux de notre système solaire, mais également comment a évolué l'atmosphère terrestre et les mécanismes qui ont conduit à l'apparition de la vie sur notre planète.
La principale contribution de l'Europe à la mission Cassini-Huygens, c'est-à-dire la sonde Huygens, a été fabriquée pour le compte de l'Agence spatiale européenne (ESA) par un consortium industriel dirigé par Alcatel Space. Ce véhicule spatial de 320 kg transporte six instruments destinés principalement à étudier l'atmosphère de Titan pendant sa descente. Cette charge utile scientifique a été développée avec la participation de laboratoires et de centres de recherche appartenant à tous les États membres de l'ESA mais aussi aux États-Unis, à la Pologne et à Israël.
Huygens au montage:
Protection arrière, instruments scientifiques, bouclier
L'instrument d'étude de la structure atmosphérique (HASI) réalisera des profils de températures et de pressions et caractérisera les vents et les turbulences atmosphériques de Titan. Il pourra détecter la présence d'éclairs et même mesurer la conductivité et la permittivité de la surface si la sonde résiste au choc de l'atterrissage. Le Chromatographe en phase gazeuse et spectromètre de masse neutre (GCMS) procédera à l'analyse chimique fine de l'atmosphère et des aérosols collectés par le Dispositif de collecte et de pyrolyse d'aérosols (ACP). Le Radiomètre spectral imageur de descente (DISR) collectera des images, des spectres et autres données sur l'atmosphère, le bilan radiatif, les structures nuageuses, les aérosols et la surface, tandis que l'Analyseur Doppler des vents (DWE) fournira un profil zonal de vents. Enfin, le Module scientifique de surface (SSP) caractérisera le site d'atterrissage de Huygens, si la sonde survit à celui-ci.
Crédits: ESA / NASA
Tout sur la mission Cassini-Huygens dans notre dossier:
lien