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Caractéristiques | |
Organisation | NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) (Cassini), ESA (Huygens) |
Masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) | 2 150 kg (Cassini) 350 kg (Huygens) |
Lancement | 15 octobre 1997 à 08:43 UTC |
Orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) | |
Description | Trajet interplanétaire (1997-2004) Orbite saturnienne (depuis 2004) |
La mission Cassini-Huygens (La mission Cassini-Huygens est une mission spatiale automatique réalisée en collaboration par le...) est une mission spatiale automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la...) réalisée en collaboration par le Jet Propulsion Laboratory (Le Jet Propulsion Laboratory (JPL), basé à Pasadena aux États-Unis, est une joint-venture entre...) (JPL), l'Agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est...) (ESA) et l'Agence spatiale italienne (L'Agence spatiale italienne (en italien Agenzia Spaziale Italiana ou ASI) a été...) (ASI). Son objectif est l'étude de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) Saturne et de plusieurs de ses satellites, dont Titan (Cliquez sur l'image pour une description). La sonde spatiale (Une sonde spatiale est un vaisseau spatial non habité envoyé par l'homme pour...) Cassini-Huygens, composée de l'orbiteur (Dans le domaine de l'astronautique, un orbiteur est un vaisseau satellisé autour d'une planète....) Cassini (La mission Cassini-Huygens est une mission spatiale automatique réalisée en collaboration par le...) et du module Huygens doit se placer en orbite autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de la planète. Huygens a pour objectif d'atterrir sur le satellite (Satellite peut faire référence à :) Titan.
Le nom de la mission est un hommage à Jean-Dominique Cassini, astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) français d'origine italienne (Italienne est le nom communément utilisé pour le cordage servant a manœuvrer un enrouleur....) du XVIIe siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui...) à l'origine d'observations fondamentales concernant Saturne, et à Christiaan Huygens, astronome néerlandais du même siècle, qui a découvert Titan. [1]
La mission Cassini-Huygens est une mission conjointe de la NASA, de l'Agence spatiale (Une agence spatiale est un organisme d'État ayant pour but d'étudier l'Espace et de développer...) européenne et de l'Agence spatiale italienne dont le but principal est d'explorer Saturne et ses satellites, en particulier Titan. L'idée de cette mission remonte à 1982. La durée totale de la mission est estimée à 11 ans, du lancement le 15 octobre 1997 jusqu'en 2008.
La sonde Cassini-Huygens (La mission Cassini-Huygens est une mission spatiale automatique réalisée en collaboration par le...) est composée de l'orbiteur Cassini, équipée au total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...) de 12 instruments, et de l'atterrisseur (Un atterrisseur (lander en anglais) désigne en dans le domaine de l'astronautique un engin...) Huygens, équipé de 6 instruments. Début 2004, la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des...) est entrée en orbite autour de Saturne et le 14 janvier 2005, Huygens s'est posé sur Titan.
La mission Cassini-Huygens a notamment déjà permis d'avoir les premières images détaillées de Phœbé, d'étudier en détails la structure des anneaux de Saturne (Les anneaux de Saturne sont les anneaux planétaires les plus importants du système...), d'étudier Titan de manière approfondie et de découvrir deux nouvelles lunes de Saturne. [2]
Les objectifs principaux [3] [4] de la mission sont :
L'origine du projet [5] remonte à 1982, quand des scientifiques de la Fondation européenne de la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...) et de la National Academy of Sciences (États-Unis) eurent l'idée d'envoyer vers Saturne une mission comportant à la fois un orbiteur et un atterrisseur. En 1983, le projet fut soutenu par la NASA qui faisait les mêmes recommandations. De 1984 à 1985, la NASA et l'ESA menèrent des études conjointes sur le projet. L'ESA continuait seule les études sur le projet en 1986, alors qu'en 1987, l'astronaute (Un astronaute est le nom donné à une personne qui voyage ou ayant voyagé dans...) Sally Ride (Sally Kristen Ride (née le 26 mai 1951) est une astrophysicienne et ancienne astronaute. Elle...) défendait l'idée dans un rapport.
En 1988, Len Fisk, un administrateur de la NASA se ralliait à l'idée d'une mission commune entre la NASA et l'ESA. Il écrivit à son homologue de l'ESA, Roger Bonnet, en lui recommandant fortement de choisir la mission Cassini parmi les trois choix qui s'offrait à lui, en disant que la NASA s'engagerait dans le projet dès que l'ESA le ferait.
À cette époque, la NASA devenait sensible au sentiment grandissant au sein de l'ESA que la NASA ne considérait pas les Européens comme des égaux. Les officiels de la NASA et leurs conseillers décidèrent de s'impliquer dans la mission Cassini-Huygens pour corriger ce sentiment, prêts à partager les bénéfices scientifiques et technologiques de la mission. Cette initiative fut en partie influencée par la coopération de plus en plus étroite que les Européens entretenaient avec l'Union soviétique en matière spatiale, plus étroite que celle qu'ils entretenaient avec la NASA.
Ces considérations permirent non seulement d'améliorer la collaboration entre l'ESA et la NASA, mais aussi de défendre le projet auprès du Congrès états-unien et, à partir de 1994, il était sur les rails.
Pesant 5 650 kg (poids au lancement), elle est composée de deux modules :
La sonde Cassini [6] a été réalisée par le JPL en collaboration avec l'ESA (pour le module de relais de Huygens : le PSE ou Probe Support Equipment) et l'ASI (pour l'antenne (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de...) de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...) à haut gain). La sonde a été nommée d'après l'astronome Jean-Dominique Cassini, qui a étudié les anneaux de Saturne en détail et découvert certaines des principales lunes de la planète géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le...) (Japet, Rhéa, Téthys et Dioné).
La sonde arrivée en juin 2004 aux abords de Saturne, y commence son programme de 4 années par la visite de Phœbé, la lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du...) la plus distante de Saturne connue, le 11 juin 2004. L'insertion dans l'orbite saturnienne a eu lieu le 1er juillet 2004 par un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) de manœuvres l'amenant à traverser les anneaux de Saturne (entre les anneaux F et G) et à s'approcher à environ 18 000 km de Saturne (soit 0,3 fois le rayon de Saturne), ce qui ne se reproduira plus durant l'ensemble de la durée de la mission.
La mission elle-même comprend 74 orbites autour de la planète géante, incluant 44 survols de Titan, ainsi que de nombreux survols des autres lunes de Saturne.
Cassini sert également au transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus...) de Huygens, [7] un module d'exploration de 318 kilogrammes (Le kilogramme (symbole kg) est l’unité de masse du Système international d'unités (SI).) destiné à pénétrer dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) de Titan, la plus grosse lune de Saturne et, après Ganymède, la deuxième plus grosse lune du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...), dont la composition comprend peut-être des hydrocarbures et autres molécules à l'origine de la vie (Cet article est consacré aux origines de la vie d'un point de vue scientifique. Les aspects...). Le module, réalisé par l'ESA, a été baptisé d'après l'astronome Christiaan Huygens, qui a découvert le satellite en 1655.
Huygens a été libéré par Cassini le 25 décembre 2004 pour un voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel...) de vingt-deux jours vers Titan. La sonde s'est posée, comme prévu, le 14 janvier 2005 à la surface de Titan et a transmis les premières photos. Ces premières photos révèlent une géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et...) active, comme sur Io faisant de Titan un satellite exceptionnel dans notre système solaire. Les six instruments à bord de Huygens permettront de connaître les détails de la composition chimique de l'atmosphère, puis de la surface elle-même. La sonde continuera d'émettre (à un débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers...) d'environ 8 kbits/s) jusqu'à épuisement de ses batteries ou quand Cassini, qui sert de relais en direction de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...), sera hors de portée de réception. La durée attendue de la mission est de l'ordre de deux heures à deux heures et demie, à partir de l'insertion dans l'atmosphère de Titan. Huygens sera le premier objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) réalisé par l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo...) à se poser sur un corps céleste du système solaire extérieur (au-delà de la ceinture d'astéroïdes).
Huygens est composé de deux modules, l'Entry Assembly (ENA) et le Descent Module (DM). Le premier assure le transport du second depuis la séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque...) de Cassini jusqu'à Titan, sert de protection thermique (La protection thermique, dans le domaine de l'astronautique, est l'ensemble des dispositifs...) lors de l'insertion dans l'atmosphère de Titan, et ralentit la sonde par ses parachutes jusqu'à la libération du Descent Module. Celui-ci contient toute l'instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) ainsi que ses propres parachutes pour la descente et les contrôles d'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil...) de la sonde.
L'instrumentation de Huygens [8] située dans le Descent Module comprend les instruments suivants :
La sonde a été lancée [9] le 15 octobre 1997 à 8 h 43 UTC de Cap Canaveral, États-Unis, sur une fusée Titan-IVB/Centaur de l'armée de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) des États-Unis.
Le voyage vers Saturne a été effectué en utilisant à quatre reprises l'assistance gravitationnelle : [10]
La sonde est arrivée en orbite autour de Saturne, comme prévu, le 1er juillet 2004. À compter de cette date, la durée nominale de la mission de la sonde Cassini est de quatre ans, jusqu'au 1er juillet 2008. Mais si tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) va bien, cette mission pourrait durer jusqu'à six ans.
Le budget (Un budget est un document comptable prévisionnel distinguant les recettes et les dépenses.) total de la mission est 3,26 milliards de dollars, dont :
Les États-Unis y ont contribué pour 2,6 milliards de dollars, l'ESA pour 500 millions et l'ASI pour 160 millions.
250 scientifiques sont mobilisés pour la mission.
La sonde est équipée pour réaliser 27 types d'investigations différentes. Cassini est équipé de 12 instruments et Huygens de 6, lesdits instruments ayant souvent des fonctions multiples.
La trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et...) de la sonde [11] Cassini-Huygens utilise l'assistance gravitationnelle (L'assistance gravitationnelle ou appui gravitationnel, dans le domaine de la mécanique...)[12] en passant dans l'orbite de Vénus, de la Terre et de Jupiter, afin d'obtenir une vitesse (On distingue :) suffisante pour atteindre Saturne. Elle a parcouru 3,5 milliards de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...) pour atteindre Saturne. [13]
Voici les étapes permettant de reconstituer la trajectoire de la sonde :
Les temps donnés correspondent aux temps dits " earth received ", c'est-à-dire 67 minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. ...) après que les événements réels se sont déroulés (le temps qu'il faut à un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...) pour parcourir la distance séparant le système saturnien de la Terre). Les temps sont donnés en heures CET (heure de Paris) [14].
Une des fonctions de ce parachute est d'enlever la protection thermique arrière de la sonde. En 2,5 secondes, cette protection est enlevée et le parachute pilote est largué. Le parachute principal (8,3 mètres de diamètre) est alors déployé.
En effet, à ce niveau de l'atmosphère (environ 125 kilomètres d'altitude), le parachute principal ralentirait tellement Huygens que les batteries ne dureraient pas assez longtemps pour pouvoir fournir toute l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) nécessaire durant la descente jusqu'au moment de l'atterrissage. Aussi, pour collecter un maximum de données, il convient de ne pas trop ralentir la descente et donc d'utiliser à ce moment un parachute plus petit.
La nature du terrain est inconnue mais selon toute vraisemblance, ce pourrait être de la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.). Le Surface Science Package recueille les informations durant les minutes suivant que la sonde ne se pose.
Voici un compte-rendu des principales découvertes de la mission Cassini-Huygens [15] :
Le 10 octobre 2003, l'astrophysicien italien Bruno Bertotti de l'université de Pavie (L'université de Pavie (en italien, Università degli studi di Pavia) est une...) et ses collègues Luciano Iess de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Rome "La Sapienza" et Paolo Tortora de l'université de Bologne (L'université de Bologne est considéré comme la plus ancienne université du...) ont présenté les résultats du test de la théorie de la relativité d'Einstein que la sonde Cassini avait effectué l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) précédente. Durant l'été 2002, la Terre, le Soleil et la sonde Cassini-Huygens ont été exactement alignés, le Soleil se trouvant entre la Terre et la sonde. Lors des communications avec la sonde et grâce à l'antenne de 4 mètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...) de celle-ci ainsi qu'à la nouvelle station au sol du NASA Deep Space Network à Goldstone en Californie, l'équipe d'astrophysiciens italiens a pu observer un glissement de fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un...) dans les ondes radio reçues par et émises depuis Cassini-Huygens, lorsque celles-ci voyageaient à proximité du Soleil. D'après la théorie de la relativité générale (La relativité générale, fondée sur le principe de covariance générale...), un objet massif (Le mot massif peut être employé comme :) tel que le Soleil est censé courber l'espace-temps (La notion d'espace-temps a été introduite au début des années 1900 et reprise...) autour de lui. Ainsi, un rayon lumineux ou une onde radio (Une onde radioélectrique (dite onde radio) est une onde électromagnétique dont la...) qui passe à proximité de l'étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) doit parcourir une distance plus grande à cause de cette courbure (Intuitivement, courbe s'oppose à droit : la courbure d'un objet géométrique est...). Ce surplus de distance qu'ont dû parcourir les ondes émises par la sonde pour atteindre la Terre a retardé leur réception et ce retard a pu être mesuré et quantifié et a permis de vérifier la théorie avec une précision 50 fois supérieure à celle des précédentes expériences effectuées avec les sondes Viking.
Bien que des déviations par rapport à la relativité générale soient prévues par certains modèles cosmologiques, aucune déviation n'a été observée dans cette expérience et les mesures effectuées se sont accordées avec la théorie avec une précision au millième. [16] [17]
La sonde Cassini-Huygens a pu observer Jupiter pendant presque 4 mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...) du 1er octobre 2000 au 22 mars 2001. Elle s'en est approchée à une distance minimale de 9,7 millions de kilomètres le 30 décembre 2000 et a pu effectuer plusieurs mesures. Durant ce survol ont été pris environ 26 000 clichés de la planète parmi lesquels on trouve les plus précis jamais réalisés (voir illustration à gauche). Sur certaines photos, les plus petits détails visibles mesuraient environ 60 km. [18]
Une découverte majeure fut annoncée par la NASA le 6 mars 2003 [19] et concernait la nature de la circulation atmosphérique (La circulation atmosphérique est le mouvement à l'échelle planétaire de la...) de Jupiter. Certains clichés représentaient des bandes sombres alternées avec des zones plus claires dans l'atmosphère. Les scientifiques ont longtemps considéré ces zones, avec leurs nuages clairs, comme étant des zones de courants ascendants, partant du fait que sur Terre, les nuages se forment principalement dans des mouvements d'air ascendant. Mais l'analyse des clichés pris par Cassini a donné une autre explication. Individual storm cells of upwelling (La Remontée d'eau[1] (Upwelling en anglais) est un phénomène océanographique qui se produit...) bright-white clouds, too small to see from Earth, pop up almost without exception in the dark belts. D'après Anthony Del Genio du Goddard Institute for Space Studies de la NASA, " We have a clear picture emerging that the belts must be the areas of net-rising atmospheric motion on Jupiter, with the implication that the net motion in the zones has to be sinking ".
Les autres observations atmosphériques ont révélé une structure ovale (Dans le sens étymologique, un ovale est une forme d'œuf. En mathématiques, et plus...) sombre et tourbillonnante dans la haute atmosphère, d'une taille similaire à la grande tache rouge (La grande tache rouge de Jupiter est un gigantesque anticyclone de l'atmosphère de Jupiter...), près du pôle nord (Le pôle Nord géographique terrestre, ou simplement pôle Nord, est le point le plus...) de Jupiter. Les clichés infrarouges ont quant à eux révélé certains aspects de la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles...) atmosphérique près des pôles. Ils ont révélé une structure en forme de bandes ceinturant la planète, bordées de bandes adjacentes dans lesquelles les vents soufflent dans des directions opposées.
Cette même annonce a permis de remettre en question la nature des anneaux de Jupiter (Les anneaux de Jupiter (ou système d'anneaux jovien) est un ensemble d'anneaux...). La dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un...) de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) par les particules des anneaux a révélé que ces particules avaient des formes très irrégulières et étaient susceptibles d'avoir pour origine de la matière éjectée suite à l'impact de micrométéorites sur les satellites de Jupiter, probablement sur Métis et Adrastée.
La détermination de la période de rotation sidérale d'une planète est essentielle pour l'étude de tous les phénomènes physiques qui y sont associés puisqu'on se base sur cette période de rotation sidérale pour l'établissement du système de longitude (La longitude est une valeur angulaire, expression du positionnement est-ouest d'un point sur Terre...) de la planète. Dans le cas des planètes telluriques, il suffit d'observer le sol pour obtenir cette période de rotation. Dans le cas des planètes gazeuses, il n'y a pas de 'sol' et le cœur est enfoui très profondément sous l'atmosphère de la planète. La seule observable (Dans le formalisme de la mécanique quantique, une opération de mesure (c'est-à-dire...) qui est liée à la rotation du cœur de ces planètes est leur champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux...). On étudie donc les modulations induites par la rotation du champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique de la planète étudiée sur ses émissions radios naturelles pour connaître sa période de rotation sidérale.
Dans le cas de Jupiter, la période de rotation sidérale a été mesurée de cette manière. La période obtenue (9h 55m 29.68s)[20] est ainsi déterminée avec une très grande précision (l'écart entre chaque mesure ne dépasse pas 0.08s, ce qui fait une précision relative de 0.0001%). Dans le cas de Saturne, la période de rotation fut d'abord déterminée grâce aux données de la sonde Voyager. La période sidérale de Saturne était donc de 10h 39m et 24s[21] (avec une précision relative de 0.02%). En 2000, des scientifiques (utilisant les données radio de la sonde Ulysses) ont observés que la période de modulation des émissions radio de Saturne avait changé depuis les mesures de Voyager[22]. Les nouvelles mesures donnent une période 1% plus longue que celle mesurée par Voyager. Les mesures radios obtenues avec l'instrument Cassini/RPWS/HFR confirme la variation de la période des modulation des émissions radio de Saturne. Des observations effectuées sur les 2 premières années d'orbites autour de Saturne (2004-2005) semblent montrer que la période radio varie lentement (à l'échelle de l'année) de quelques fractions de pour-cents.
Comme la vitesse de rotation sidérale du cœur de Saturne ne peut pas varier, c'est l'interprétation des modulations des émissions radios qu'il faut probablement revoir. Que sait-on sur ces émissions ? Elles sont majoritairement émises sur le côté jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) de la magnétosphère de Saturne[23] et elles sont fortement corrélées avec la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) dynamique du vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont...)[24]. Différentes interprétations existent :
Mais aucune n'explique pas encore vraiment la variabilité observée, ni ne permettent d'obtenir la période de rotation sidérale de Saturne.
Le problème de la définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la...) d'un système de longitude à Saturne reste donc entier. Le problème est particulièrement épineux car si la période de rotation de Saturne est effectivement 1% plus lente (La Lente est une rivière de la Toscane.) que la période mesurée par Voyager, tout le système atmosphérique de Saturne serait alors en super-rotation (c'est-à-dire qu'il tournerait plus vite que le cœur de la planète) ce qui est difficilement explicable.
Les spokes sont des taches observées sur les anneaux de Saturne par la sonde Voyager dans les années 1980. Cassini-Huygens a permis de vérifier la réalité de ce phénomène et d'invalider certaines théories qui ne prévoyaient pas leur réapparition avant 2007.
En mai 2005, Cassini a commencé une série d'expériences d'occultation, conçues pour déterminer la répartition des tailles des particules des anneaux et effectuer des mesures de l'atmosphère de Saturne. La sonde a effectué des orbites spécifiquement étudiées à cet effet.
Dans ce but, la sonde traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de...) les anneaux et émet des ondes radio en direction de la Terre. Les variations de puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :), de fréquence et de phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) de ces ondes sont alors étudiées afin de déterminer la structure des anneaux.
La sonde a survolé Phœbé le 11 juin 2004. C'est la seule fois qu'elle la survolera, à cause de la distance entre Phœbé et Saturne. C'était le premier survol de cette lune depuis la mission Voyager 2 en 1981.
Les premières images ont été reçues le 12 juin 2004. Les scientifiques remarquèrent que la surface de Phœbé était bien différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des...) de celle des astéroïdes que la sonde avait approchés. Certaines parties de la surface étaient très brillantes, ce qui laisse penser qu'une grande quantité d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) doit se trouver sur cette surface.
Durant les deux premiers survols d'Encelade en 2005, une déviation du champ magnétique d'Encelade a été constatée. Ce type de variation du champ magnétique est caractéristique d'une atmosphère mince mais significative. D'autres mesures semblent montrer que cette atmosphère est essentiellement composée de vapeur () d'eau ionisée.
La mission Cassini-Huygens a d'ores (ORES, l'Opérateur des Réseaux Gaz & Électricité est le l'opérateur des...) et déjà permis de trouver trois nouvelles lunes autour de Saturne : "S/2004 S 1", rebaptisée Méthone, "S/2004 S 2", rebaptisée Pallène et "S/2005 S 1", rebaptisée Daphnis.
Après un voyage de près de sept ans et 3,5 milliards de km parcourus dans le système solaire sur le dos (En anatomie, chez les animaux vertébrés parmi lesquels les humains, le dos est la partie...) de Cassini, Huygens s'est donc posée sur Titan, grâce à ses boucliers thermiques et au déploiement correct de ses deux parachutes, le 14 janvier 2005 renvoyant sur Terre, distante d'un milliard deux cent millions de kilomètres, des informations et des images (renvoyées par le Descent Imager/Spectral radiometer) d'une qualité jusqu'alors inégalée.
Le module scientifique de surface (SSP) révèle qu’à cet endroit, sous une croûte dure et mince, le sol a la consistance du sable (Le sable, ou arène, est une roche sédimentaire meuble, constituée de petites...). Les paysages de Titan présentent des similitudes avec ceux de la Terre, a expliqué Martin G. Tomasko, en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) du DISR, l’instrument qui a pris les images. Brouillards, traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de...) de précipitations, érosions, abrasion mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...), réseaux de chenaux de drainage, systèmes fluviaux, lacs asséchés, paysages côtiers et chapelets d’îles : "les processus physiques qui ont façonné Titan sont très proches de ceux qui ont modelé la Terre. Les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...), en revanche, sont plus "exotiques", Martin Tomasko de l'ESA. Puisque l'eau (H20) y est remplacée par du méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la...) (CH4), qui peut exister sous forme liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) ou gazeuse à la surface de Titan. Quand il y pleut, ce sont des précipitations de méthane mêlées de traces d'hydrocarbures, qui déposent sur le sol des substances provenant de l’atmosphère. Des pluies seraient d’ailleurs tombées "dans un passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble...) peu éloigné" précise encore Martin Tomasko, le 21 janvier 2005.
D'après ces informations, Titan possède donc bien une atmosphère uniforme faite de différents gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) (méthane, azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...),...) et, au sol, une activité cryo volcanique, des rivières et de l'eau en abondance. Sur son sol gelé à -180 °C (mesuré sur place), se trouvent d'innombrables galets de glace parfois aussi volumineux que des automobiles [26].
L'atterrissage lui-même pose quelques questions. La sonde devait sortir de la brume à une altitude comprise entre 50 et 70 km. En fait, Huygens a commencé à émerger des nuages à 30 kilomètres seulement au-dessus de la surface. Cela pourrait signifier un changement dans le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...) des vents à cette altitude.
Les sons enregistrés lorsque la sonde s'est posée laissent penser qu'elle s'est posée sur une surface plus ou moins boueuse, au moins très souple. " Il n'y a eu aucun problème à l'impact. L'atterrissage fut beaucoup plus doux que prévu. "
" Des particules de matière se sont accumulées sur l'objectif de l'appareil photo à haute résolution du DISR qui pointait vers le bas, ce qui suggère que :
" Le dernier parachute de la sonde n'apparaît pas sur les clichés après l'atterrissage, aussi la sonde n'est probablement pas orientée à l'est, où nous aurions vu le parachute. "
Quand la mission a été conçue, il a été décidé qu'une lampe d'atterrissage de 20 watts devrait s'allumer 700 mètres au-dessus de la surface et illuminer le site au moins 15 minutes après l'atterrissage. " En fait, non seulement la lampe d'atterrissage s'est allumée à exactement 700 mètres, mais elle a continué à fonctionner plus d'une heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur...) après, tandis que Cassini disparaissait au-delà de l'horizon de Titan pour continuer sa mission autour de Saturne " a encore indiqué Tomasko.
Le spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant de décomposer une quantité...) de masse embarqué à bord de Huygens et qui sert à analyser les molécules de l'atmosphère a détecté la présence d'un épais nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en...) de méthane, haut de 18 000 à 20 000 mètres au-dessus de la surface.
D’autres indications transmises par le DISR, fixé à l'avant pour déterminer si Huygens s'était enfoncé profondément dans le sol, a révélé ce qui semble être du sable mouillé ou de la terre glaise. John Zarnecki, responsable du " Gas Chromatograph and Mass Spectrometer (GCMS) " qui analyse la surface de Titan, a déclaré : " Nous sommes surpris mais nous pouvons penser qu'il s'agit d'un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) recouvert d'une fine pellicule, sous laquelle se trouve une couche d'une consistance relativement uniforme comme du sable ou de la boue (En sédimentologie, la boue est un mélange d'eau et de particules sédimentaires fines...). " [27]
Comme la sonde évolue très loin du Soleil, il n'était pas envisageable d'utiliser des panneaux solaires pour fournir l'énergie nécessaire à la sonde[28]. C'est pourquoi elle embarque un générateur thermoélectrique à radioisotope (Un générateur thermoélectrique à radioisotope (GTR ; en anglais RTG :...) qui produit de l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la...) directement à partir de la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) produite par la désintégration naturelle du plutonium (Le plutonium est un métal lourd de symbole chimique Pu et de numéro atomique 94,...). Ce générateur a une durée de vie (La vie est le nom donné :) qui dépasse de loin les 11 ans de la mission.
La sonde Cassini-Huygens embarque 32,8 kg de plutonium (essentiellement du 238Pu, très radioactif), ce qui a provoqué une controverse avec des écologistes, des physiciens et d'anciens membres de la NASA. Concernant les risques de contamination, les estimations officielles étaient les suivantes : les chances d'une fuite de plutonium durant les trois premières minutes et demi étaient de 1 sur 1400, les chances d'une fuite durant la montée de la fusée de une sur 476, les chances de contamination terrestre ultérieure inférieure à une sur un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf...), avec un risque de 120 morts sur 50 ans si une telle chose arrivait. De nombreux observateurs donnaient bien d'autres estimations. Par exemple le physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la...) Michio Kaku prévoyait 200 000 morts si le plutonium contaminait une zone urbanisée, à cause de la dispersion atmosphérique, même si la trajectoire de lancement avait été prévue de manière à rester loin des grandes métropoles et si le RTG est conçu de manière à diminuer les risques de dispersion du plutonium en cas d'annulation de la mission (explosion).
De même, un risque supplémentaire provenait d'un second passage dans l'orbite terrestre (Une orbite terrestre est une orbite située autour de la Terre. La Lune, le seul satellite...) le 18 août 1999.
La NASA a publié des informations se voulant exhaustives et rassurantes quant aux risques liés au générateur RTG[29].
Le prix Marcel-Dassault de l'Académie des Sciences (Une académie des sciences est une société savante dont le rôle est de promouvoir la recherche...) (France) a été décerné en avril 2007 à trois scientifiques dont les contributions ont été jugés inestimables à la résuissite de la mission Cassini-Huygens. Il s'agit de :