Lancée en 1997 à Cap Canaveral, la sonde spatiale Cassini a lancé son dernier signal le 15 septembre dernier. Elle s’est désintégrée dans la haute atmosphère de Saturne comme prévu, ne disposant plus d’assez de carburant pour continuer. Il ne fallait pas risquer qu’elle contamine une des lunes où il pourrait y avoir des traces de vie.  Les prochaines missions à destination de Saturne y chercheront des signes de vie il faut donc éviter un doute concernant leur origine.

« En précipitant Cassini dans l’atmosphère de Saturne, on évite tout risque que le vaisseau aille s’écraser sur l’une des lunes où la vie pourrait exister, comme Encelade, les préservant de toute contamination« , a expliqué Earl Maize, responsable du projet.

Cassini est une sonde dont l’objectif est l’étude de la planète Saturne (de ses satellites et de ses anneaux) pour la mission d’exploration spatiale Cassini-Huygens, fruit d’une collaboration entre la NASA, l’Agence spatiale européenne (ESA) et l’Agence spatiale italienne (ASI). L’orbiteur tient son nom de l’astronome français du XVIIe siècle Giovanni Domenico Cassini qui a découvert la division de l’anneau de Saturne qui porte son nom  ainsi que 4 de ses lunes  : Japet, Rhéa, Téthys et Dioné.

Elle est entrée en orbite autour de Saturne en 2004, suivie par l’atterrisseur Huygens de l’ESA, et a vu sa mission, à l’origine de 4 ans, prolongée 2 fois : de 2008 à 2010 (Equinox mission), et de 2010 à 2017 (Solstice Mission). L’atterrisseur tient son nom de Christian Huygens , astronome néerlandais qui a découvert Titan, le plus grand satellite de la planète géante en 1655. Il a plongé le 14 janvier 2005 dans l’atmosphère de Titan et s’est posée pour la première fois à sa surface, fournissant aux scientifiques de précieuses informations sur l’atmosphère et le sol de ce satellite.

Trois sondes spatiales – Pionneer 11, Voyager 1 et Voyager 2 avaient avant elle survolé Saturne, nous fournissant de nombreuses informations. Cassini devait donc étudier la planète et son système de lunes et d’anneaux en profondeur.

Saturne

Cassini a permis d’étudier la composition et la température de l’atmosphère de Saturne lors du changement de saisons.  L’année sur Saturne dure un peu plus de 29 ans et est divisée en saisons car l’axe de la planète est inclinée comme celui de la Terre.  Cassini a suivi la tempête saisonnière, la Grande tache blanche, The Great White Spot,  de 2010-2011.  Celle-ci ne se produit en moyenne qu’une seule fois au cours d’une année saturnienne, soit tous les 25-30 ans à l’échelle terrienne. La sonde a permis de découvrir que la tempête fait remonter de la vapeur d’eau et d’autres matériaux situés jusqu’à une profondeur de 160 km. La vapeur gèle sur le chemin d’où la couleur blanche. Elle a également observé  des éclairs de cette tempête à la fois sur la face éclairée et sur la face sombre de la planète.

hexagone de Saturne

Animation de l’hexagone de Saturne par la NASA

Une forme hexagonale appelée l’hexagone de Saturne tournant sur elle-même avait été observée par Voyager 2 en 1980 au pôle nord de la planète.  Cassini approfondit ce phénomène lors de l’hiver nordique, lorsque l’hexagone est dans l’ombre. La forme s’étend sur plus de 30.000 kilomètres, chaque côté mesurant 13 800 km. Un ouragan de 2000km de diamètre se trouve au centre et entraîne la structure sur un tour complet en 10 heures 39 minutes.

De petits vortex également observés à l’intérieur de l’hexagone tournent dans la direction opposée.

« L’hexagone est juste un courant d’air, et les phénomènes météorologiques qui montrent des similarités avec cela sont notoirement agités et instables. Un ouragan sur Terre dure généralement une semaine, mais l’hexagone est là depuis des décennies – et qui sait, peut-être même des siècles » explique Andrew Ingersoll, membre de l’équipe Cassini.

Les lunes de Saturne

La lune Titan est le principal objectif de la mission. On découvre ainsi qu’il a de nombreux points communs avec la Terre : des lacs, des rivières, des dunes, la pluie, les nuages des montagnes… A la différence que les lacs et autres océans sont des étendues d’hydrocarbures liquides, principalement d’éthane et de méthane, et non d’eau.

Enceladus

Jets d’Encelade – NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Le satellite Encelade a également été une grande source de découvertes.  En 2005, Cassini découvre des geysers qui éjectent des particules de glace. Ceux-ci pourraient donc révéler un océan souterrain qui devrait avoir les conditions propices à la vie.  La présence d’une atmosphère a également été mise en évidence.

La mission permet aussi de découvrir une dizaines de petites lunes.

Les anneaux

 

Saturne par Cassini -

So far from home – Système de Saturne pris par Cassini – NASA

Les particules qui forment les anneaux sont de taille très diverse, d’un grain de sable à une taille d’une montagne

Les jets d’eau de la lune Encelade est la source principale de l’anneau E de saturne, un anneau diffus à l’extérieur des principaux anneaux brillants.

Cassini étudie également les spoke (rayons de bicyclette) des anneaux.  Ce sont des bandes sombres dans les anneaux perpendiculaires qui peuvent être plus longues que la terre.  On s’aperçoit qu’ils semblent être un phénomène saisonnier, qui disparaît au milieu de l’hiver saturnien ainsi qu’au milieu de l’été et réapparaît lorsque Saturne est proche de l’équinoxe.

La magnétosphère

An aurora on the south pole of Saturn caused in part by Saturn's magnetosphere. Credit: NASA, ESA, J. Clarke (Boston University), and Z. Levay

Aurore au pole sud de Saturne

Saturne est entouré par une bulle magnétique géante qui l’isole du vent solaire : c’est la magnétosphère de la planète. La matière présente dans la magnétosphère provient principalement des geysers situés au pôle sud de la lune Encelade. Si la rotation reste un mystère , la sonde aura permis de s’apercevoir qu’elle est bien plus compliquée que ce à quoi on s’attendait.  Le champ magnétique de la planète est strictement aligné avec son axe de rotation, donc la magnétosphère ne devrait pas montrer de variabilité rotationnelle, pourtant celle-ci est irrégulière. La rotation rapide de la planète combinée à l’interaction avec le vent solaire. crée des aurores boréales autour des pôles de la planète

 

La sonde Cassini aura parcouru près de 8 milliards de kilomètres, effectué près de 300 orbites autour de Saturne, pris 450 000 photographies de la planète, de ses anneaux et de ses satellites. Elle reste une des plus grandes missions d’exploration du système solaire.

 

Pour aller plus loin

Saturne: de Galilée à la mission Cassini-Huygens de Joan Horvath, Kim Stanley Robinson et Laura Lovett
Cet ouvrage présente les meilleures photographies issues de cette mission qui s’achèvera en 2008, témoignage fascinant d’une nouvelle étape de l’exploration spatiale par l’homme.

Titan révélé par Cassini- Huygens de Christian Béghin

Largement illustré et documenté, ce manuel écrit par l’un des nombreux chercheurs impliqués dans cette mission est un résumé des résultats scientifiques majeurs obtenus lors de la descente de la sonde spatiale Huygens dans l’atmosphère de Titan au cours de la mission ESA-NASA « Cassini-Huygens » le 14 Janvier 2005.

 

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Source

NASA