Mise à jour le 31 Janvier 2007
 
     
"NOUVELLE VISION DE TITAN APRÈS CASSINI-HUYGENS"
Par Athéna COUSTENIS
Observatoire de Paris, LESIA
Organisée par la SAF
Dans ses locaux, 3 rue Beethoven, Paris
 
Le samedi 27 Janvier 2007 à 14H30
à l'occasion de la réunion de la Commission de Planétologie.
 
Photos : JPM pour l'ambiance. (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.
 
 
 
BREF COMPTE RENDU
 
Nous avons très souvent sur ce site évoqué Saturne et Titan, ainsi que les présentations d'Athéna Coustenis, aussi le compte rendu sera court cette fois-ci.
 
 
 
 
 
Athéna Coustenis est chargée de recherche au LESIA (Laboratoire d’Études Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique) du Centre National de la Recherche Scientifique.
 
 
Elle se consacre à l'étude de Titan, système exobiologique de référence.
 
 
Elle est co-investigatrice sur 3 instruments de la mission Cassini-Huygens :
·        le spectro imageur Infra Rouge (CIRS).
·        l'expérience HASI (Huygens Atmospheric Structure Instrument)
·        la caméra DISR (Descent Imager/Spectral Radiometer)
 
Athéna travaille à l'Observatoire de Meudon.
 
 
 
 
 
 
 
 
LE SEIGNEUR DES ANNEAUX ET SES NOMBREUX ENFANTS!
 
C'est le titre qu'elle a choisi pour introduire Saturne et ses nombreux satellites.
 
Dont le plus important Titan , géant timide, situé à 20Rayons Saturniens et dont le jour vaut 16 jours terrestres. Son inclinaison de 26°7 lui vaut des saisons comme sur Terre. Pression similaire à la Terre : 1,5 atm.
 
 
 
Les premières images un peu détaillées proviennent de Hubble en 1994.
 
Puis le VLT a pris le relais avec l'instrument NAOS, on remarque que la zone brillante identifiée comme Xanadu (photo du haut à gauche) a été confirmée plus tard par les premiers relevés IR du VIMS (en bas au centre).
 
Il y a une bonne équivalence entre les relevés depuis la Terre et ceux depuis l'orbite saturnienne.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Une grande différence avec la Terre hormis la température (-180°C) est l'épaisseur de son atmosphère qui s'étend jusqu'à 1600km de sa surface.
 
Les UV attaquent les molécules de l'atmosphère qui sont transformées en hydrocarbures, produisant un brouillard permanent d'Éthane et Acétylène.
 
Un effet de serre dû au méthane (CH4) présent sur ce petit corps.
Mais la grande question est : où est la réserve de CH4???
 
On a aussi longtemps cru qu'il y avait un océan global recouvrant Titan, mais cette vision s'est avérée fausse, la surface est principalement solide (écho radar) avec des lacs ici et là.
 
 
 
LA MISSION CASSINI HUYGENS.
 
Comme déjà signalé plusieurs fois; départ en 1997 avec coup d'accélération de Jupiter notamment pour atteindre Saturne en 2004.
 
 
Justement au moment du passage près de Jupiter, nous avions à ce moment là deux sondes dans l'environnement jovien : Galileo qui était en orbite et Cassini qui passait; cela a permis de faire des études de Jupiter en stéréo: imagerie de Jupiter et de ses satellites, champ magnétique…
 
C'était la première fois que nous avions deux sondes spatiales étudiant la même planète géante.
 
On voit ici les orbites des deux sondes spatiales près de Jupiter tirées de l'article du Journal de la British Astronomical Association.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Puis on arrive sans encombre dans l'environnement de Saturne et on se met en orbite courageusement (on passe entre les anneaux!!) le 1er Juillet 2004. tout se passe bien, l'insertion orbitale est un grand succès, l'étude détaillée de Saturne, de ses anneaux et de ses satellites peut commencer.
 
 
Quelques faits saillants de cette exploration :
 
ENCELADE :
 
Une des grandes découvertes de Cassini, c'est le Pôle Sud d'Encelade avec ses "griffures de tigre" qui laissent échapper de l'eau et des poussières.
Cette zone est nettement plus chaude que le reste de ce corps.
 
Encelade possède même une légère atmosphère …d'eau.
 
On pense que de l'eau liquide est TRÈS PRÈS de la surface.
 
 
 
 
 
 
 
TITAN : UN DES BUTS PRINCIPAUX.
 
La surface de Titan n'est pas visible à nos yeux, pour pénétrer un peu l'épais brouillard il faut des IR ou mieux que cela les longueurs d'ondes Radar.
 
On peut voir une animation vidéo gif des trois quarts du globe de Titan en IR, 6MB.
 
La surface de Titan est peu cratérisée, il y aurait des lacs au Pôle Nord (on n'en a pas encore détecté au Pôle Sud, est ce un phénomène saisonnier?), on a trouvé aussi beaucoup de dunes.
 
Mais le clou de la mission a été bien sûr l'immense succès de Huygens qui après avoir déambulé pendant quelques heures dans l'atmosphère s'est posée sans encombres sur le sol de Titan.
 
Toutes les données ont pu être récupérées, même celles du DWE (Doppler Wind Experiment) perdues à cause d'une erreur de commande d'un des canaux de mesure et retrouvées grâce aux radiotélescopes.
On a pu ainsi confirmer la super rotation de Titan, on a trouvé des turbulences considérables au dessus de 120km, des vents très faibles entre 100et 60km d'altitude (on ne sait toujours pas pourquoi); et des vents presque nuls à la surface.
 
 
 
La sonde en descendant a permis de tracer le profil thermique de l'atmosphère.
 
 
Dans la haute atmosphère la densité et la température étaient plus hautes que prévues.
 
 
Le profil thermique est stratifié et varie dans le temps.
À 250km la température est de 86°C (Stratopause).
 
 
Les mesures de la basse atmosphère et de la Tropopause sont en bon accord avec ce qu'on attendait; -203°C à 44km.
À la surface, -180°C.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mais ce qui fut le plus impressionnant ce sont les images des caméras DISR lors de la descente et de l'atterrissage.
 
Rappelons que la caméra est triple, elle permet d'enregistrer des images sous 3 angles différents comme montré sur le dessin ci contre.
 
 
Ces images sont très connues et ont déjà été diffusées ici.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La sonde a rebondi deux fois avant de s'immobiliser, d'après les dernières informations.
 
Elle aurait même cassé le galet de glace que l'on voit au premier plan à gauche.
 
 
Un projecteur a aussi été rajouté, il s'allumait en fin de parcours.
 
Et c'est la lumière de ce projecteur qui est resté allumé à la surface de Titan que l'on voit se réfléchir sur la partie inférieure de l'image au sol (la tache blanche en bas à droite).
 
 
La surface est composé d'un matériau sombre genre sable imprégné de méthane. Les "galets" seraient de la glace d'eau (dont la signature spectrale a été mesurée par le DLIS : Downward-Looking Infrared Spectrometer)
 
 
 
 
 
 
 
 
LES FUTURES MISSIONS.
 
 
 
 
Ce serait une mission avec une sonde capable de se déplacer, non pas un rover, le terrain est trop accidenté, mais plutôt un ballon , un lander mobile ou un genre d'hélicoptère.
 
Une telle mission serait prévue pour 2025.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
À priori Athéna Coustenis travaille dessus.
 
Elle nous en reparlera quand les budgets seront votés.
 
 
 
 
 
 
J'espère avoir le plaisir de vous en parler quand la mission arrivera……………
 
 
 
 
 
 
 
 
 
POUR ALLER PLUS LOIN
 
 
Superbe site de l'Université de Nantes sur la Mission :  L'analyse des données CASSINI au laboratoire de Nantes
 
Qui contient un sous ensemble sur la mission Cassini Huygens très complet.
 
Et surtout une très belle carte de Titan qui montre les divers endroits étudiés et avec quels instruments que notre orateur nous a d'ailleurs présentée. À voir ou à télécharger.
 
Merci notamment à notre ami Christophe Sotin qui publie en plus (en anglais) un article sur les océans perdus et retrouvés de Titan.
 
Article tiré de Nature numéro spécial sur Huygens. "Rain, winds and haze during the Huygens probe's descent to Titan's surface"
 
La Planetary Society propose une mission en ballon sur Titan.
 
Le PLI (Lunar and Planetary Institute) propose une mission en "aerorover" au dessus de Titan. Elle semble assez élaborée et faisable. Document Pdf 1MB de 6 pages à lire avec intérêt.  
 
Galerie de photos de l'ESA sur Titan.
 
De plus tiré des références de la dernière conférence de JP Lebreton :
De l'équipe de JP Lebreton de l'ESA plusieurs articles dont :
 
À lire absolument : Nature met à notre disposition gratuitement les articles (en anglais) publiés récemment dans la célèbre revue sur Titan, précipitez vous, soit pour les télécharger voici leur site soit pour les voir articles par articles :
Huygens rediscovers Titan
An overview of the descent and landing of the Huygens probe on Titan
Rain, winds and haze during the Huygens probe's descent to Titan's surface
The abundances of constituents of Titan's atmosphere from the GCMS instrument on the Huygens probe
In situ measurements of the physical characteristics of Titan's environment
A soft solid surface on Titan as revealed by the Huygens Surface Science Package
Complex organic matter in Titan's atmospheric aerosols from in situ pyrolysis and analysis
The vertical profile of winds on Titan
 
Description de la mission en anglais par JPL (avant l'atterrissage) dans un document pdf de 10 pages.
 
De même Lebreton mission overview en anglais de 1997.
 
L'écoute par radio télescopes article de la Planet Society (anglais)
 
Tout sur l'atmosphère de Titan en français et très récent.
 
Le système à base d'ammoniac et d'eau sur Titan, 23 pages pdf en anglais expliquant la chimie de ce corps.
 
Fondamental; l'atmosphère et l'érosion sur Titan par  AD Fortes de l'University College de Londres
 
Le cryovolcanisme sur Titan , 2 pages en anglais pdf.
 
 
Plus généraliste :
 
Titan sur le site de JC Boulay, en français, très complet.
 
 
Et je ne vais pas m'oublier, il y a quelques articles de base sur la mission Huygens que je vous conseille de revoir :
Huygens, arrivée en direct à la Cité des Sciences le 14 Janvier 2005.
Premier rapport scientifique sur Huygens conférence de presse de l'ESA de janvier 2005.
Titan, le retour compte rendu complet à la Cité des Sciences le 8 Avril 2005.
Huygens conférence de presse du 30 Novembre 2005, les dernières nouveautés.
Ces articles font partie du dossier très complet des archives de tout ce qui est paru sur ce site sur "Le Monde de Titan".
 
 
 
 
 
 
 
Bon ciel à tous
 
 
Jean Pierre Martin  SAF Commission de Planétologie
www.planetastronomy.com