Qu’était Huygens ? 
En profondeur : 
Le Huygens de 740 livres (335 kilogrammes) a été nommé d’après le physicien néerlandais Christiaan Huygens (1629-1695). Cassini doit son nom à l’astronome italien Giovanni Cassini (1625-1712). Huygens a été conçu pour étudier l’atmosphère de Titan, y compris les propriétés chimiques, les profils de vent, de température et de pression d’environ 100 miles (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 1998, à une distance d’environ 175 miles (284 kilomètres), 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 390 miles (623 kilomètres) et un de la Terre à 03:28 UT le 18 août 1999, à une distance d’environ 730 miles (1 171 kilomètres), avant de se diriger vers Jupiter. Au cours de cette partie de la traversée, Cassini est passé à côté de l’astéroïde 2685 Masursky le 23 janvier 2000, volant à environ 932 000 milles (1,5 million de kilomètres) à 09 h 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 30 décembre 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 un « voile » dans les images renvoyées par la caméra à angle étroit mais il a été éliminé 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 dans les ondes radio vers et depuis la sonde lorsque ces signaux se déplaçaient près du Soleil. Ces résultats ont confirmé les prédictions théoriques basées sur la théorie de la relativité générale 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 en marche le 27 mai en tant que test avant l’insertion orbitale.
Après un survol de la lune Phoebe le 11 juin à une distance de seulement 1 285 miles (2 068 kilomètres), Cassini a effectué une autre correction cinq jours plus tard. Enfin, le 1er juillet 2004, le moteur du vaisseau spatial 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, Methone et Pallene. Le jour de Noël 2004 à 02h00 TU, l’atterrisseur Huygens, qui était resté inactif 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 le 14 janvier 2005, et en quatre minutes avait déployé son parachute principal de 28 pieds (8,5 mètres) de diamètre.
En avril 2016, l’ESA a annoncé que l’une des trois grandes mers de Titan près 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 matières organiques. L’orbiteur Cassini, quant à lui, a poursuivi sa mission principale d’investigation du système de Saturne, son voyage étant ponctué de survols ciblés répétés – survols activement mis en œuvre par des corrections de trajectoire – de diverses lunes, en particulier Titan, Encelade, Téthys, Hyperion, Dioné, Rhéa et Iapetus. Cassini a terminé sa mission principale le 27 mai 2008, avec son 43e 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 lors de son survol du 27 octobre 2004. Cassini a trouvé des preuves claires de grands lacs d’hydrocarbures liquides dans les latitudes nord de Titan.
Le vaisseau spatial a également effectué un certain nombre d’expériences de radio-occultation 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, en 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 débuté le 1er juillet 2008 et s’appelait la mission Cassini Equinox (elle coïncidait avec l’équinoxe de Saturne). D’autres lunes de Saturne ont été identifiées (Aegaeon et S/2009 S 1, cette dernière étant une « lune à hélice » d’environ 1 300 pieds ou 400 mètres de diamètre environ) tandis que des rencontres avec Encelade ont permis à Cassini d’acquérir des images à très haute résolution de sa surface et de directement échantillonnez 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, Rhea et Helene. Le 3 février 2010, la NASA a annoncé que la mission de Cassini se poursuivrait au-delà de la prolongation initiale de deux ans dans la nouvelle mission Cassini Solstice qui durerait 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 de 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 Cassini Solstice a été guidée principalement par sa capacité à poursuivre des études approfondies de Titan, en particulier les changements climatiques saisonniers tels que les tempêtes, les inondations et les changements dans les lacs. Parmi les autres cibles à étudier, citons Encelade, en particulier son potentiel astrobiologique, les lunes glacées telles que Dioné et Rhéa 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 Dioné. Au début de la mission Solstice, le 2 novembre 2010, Cassini a rencontré un problème lorsqu’un dysfonctionnement de l’ordinateur du vaisseau 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, le vaisseau spatial a effectué son 100e survol de Titan (à une distance 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 dans la région polaire sud d’Enceledaus. Les chercheurs ont conclu qu’il est possible que de l’eau liquide atteigne la surface depuis la mer souterraine de la lune (annoncé en avril 2014).
La présence de cet océan souterrain salé, d’environ 19 à 25 milles (30 à 40 kilomètres) d’épaisseur, sous une coquille de glace de 6 milles (10 kilomètres), soulève la possibilité qu’une vie microbienne puisse y exister. Les événements importants de 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’Hypérion de forme irrégulière en mai 2015 à environ 21 000 miles (34 000 kilomètres) montrant une surface profondément marquée par l’impact. Les deux derniers survols de Dione ont eu lieu en juin et août 2015, à une distance de seulement 321 et 295 milles (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 au-dessus de la région polaire sud de l’Encelade géologiquement active en octobre 2015. Au cours de la rencontre, l’analyseur de gaz et les instruments de détection de poussière du vaisseau spatial 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 3 100 milles (4 999 kilomètres), concluant un chapitre des rencontres de la mission Cassini avec les lunes de Saturne.
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En décembre 2015, Cassini a lancé un certain nombre de manœuvres orbitales délicates conçues pour incliner l’orbite du vaisseau spatial hors du plan de l’anneau de Saturne. Chaque manœuvre était suivie d’une assistance gravitationnelle de Titan (« Titan fait tout le gros du travail », 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 30 novembre 2016, Cassini s’est lancé sur un chemin qui l’a emporté au-dessus et au-dessous des pôles de Saturne, plongeant tous les sept jours à travers la région jusqu’alors inexplorée au bord extérieur des anneaux principaux. Cette phase de la mission, appelée « Cassini’s Ring-Grazing Orbits » impliquait 20 « plongées » à travers cette région. Il s’est terminé le 22 avril 2017. Lors de certains de ces passages, le vaisseau spatial a directement échantillonné des particules d’anneaux et des molécules de gaz faibles à proximité des anneaux. En mars et avril 2017, des traversées d’anneaux ont fait voler le vaisseau spatial à travers les régions extérieures poussiéreuses de l’anneau F. Après la dernière orbite rasante conclue 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 les 1 490- mile (2 400 kilomètres) d’écart entre Saturne et son anneau le plus intérieur.
La mission s’est terminée le 15 septembre 2017, sur sa 293e orbite autour de Saturne, lorsque Cassini a plongé dans l’atmosphère saturnienne, mettant fin à l’une des missions les plus ambitieuses et les plus 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 des instruments scientifiques de Cassini ont renvoyé des données importantes vers la Terre, donnant un aperçu de la formation et de l’évolution de la planète.
La sonde Huygens de l’ESA s’est posée il y a 15 ans sur Titan, la lune de Saturne [Publié le 14 janvier 2020]
Enveloppé d’une brume orange, Titan abrite des lacs d’hydrocarbures liquides comme le méthane et l’éthane, dont certains sont reliés par des canaux complexes en forme de rivière. Les scientifiques pensent que Titan possède probablement également un océan souterrain d’eau liquide, ce qui place la lune glaciale de la taille d’une planète en tête de liste des priorités de la communauté scientifique planétaire. Toutes ces découvertes ont été faites ou confirmées par la mission Cassini, qui s’est terminée en 2017. La descente de Huygens en 2005 a fourni les seules données in situ de l’atmosphère de Titan, et la sonde a fourni des preuves d’une activité liquide récente à la surface de Titan. Une image célèbre capturée après l’atterrissage de Huygens montrait des objets ressemblant à des cailloux à la surface de Titan, des caractéristiques qui, selon les scientifiques, étaient probablement des blocs de glace.
La sonde de construction européenne s’est séparée du vaisseau spatial Cassini de la NASA le 24 décembre 2004, avec une rotation dans le sens inverse des aiguilles d’une montre de 7,5 rotations par minute. La rotation était destinée à maintenir le vaisseau spatial Huygens de 9 pieds de large (2,7 mètres) stabilisé pendant les trois semaines de côte avant d’arriver à Titan. La coque extérieure de Huygens comprenait un bouclier thermique qui a été largué après l’entrée initiale du vaisseau spatial dans l’atmosphère de Titan. Nommé en l’honneur de Christiaan Huygens, un astronome néerlandais qui a découvert les anneaux de Titan et de Saturne, le vaisseau spatial a déployé un parachute principal de 28 pieds de diamètre (8,5 mètres) pour ralentir sa vitesse pendant les 2 heures et 27 minutes de descente à travers la dense lune, atmosphère brumeuse. Peu de temps après avoir plongé dans l’atmosphère de Titan, la rotation du vaisseau spatial Huygens en forme de disque a diminué plus fortement que prévu. Après environ 10 minutes, la rotation s’est inversée pour adopter le sens des aiguilles d’une montre, a indiqué l’ESA.
Huygens a continué à tourner dans le sens des aiguilles d’une montre pendant les 2 heures et 15 minutes restantes de la descente. « Heureusement, l’ampleur de ce spin inversé était similaire à celle attendue par les chercheurs, ce qui signifie que le retournement inattendu a affecté le calendrier des observations prévues, mais n’a pas affecté de manière spectaculaire leur qualité », a déclaré l’ESA dans un communiqué de presse mardi. Une étude de Vortity, une société britannique, et des essais en soufflerie effectués à l’Université d’Orléans en France sous contrat avec l’ESA ont permis de découvrir la cause principale de l’inversion inattendue du spin. La coque extérieure de Huygens avait 36 aubes inclinées pour contrôler la rotation du module de descente de l’engin, selon l’ESA. Mais deux appendices s’étendant du module de descente – un composant du sous-système de séparation et l’antenne de l’altimètre radar de l’engin – ont produit un couple inattendu opposé à celui produit par les aubes, a déclaré l’ESA.
Mais deux appendices s’étendant du module de descente – un composant du sous-système de séparation et l’antenne de l’altimètre radar de l’engin – ont produit un couple inattendu opposé à celui produit par les aubes, a déclaré l’ESA. « Cet effet a été amplifié lorsque les aubes ont modifié le flux de gaz autour du module de descente d’une manière qui a amélioré l’amplitude du » couple négatif « – l’effet qui a fait basculer Huygens sa direction de rotation – jusqu’à ce qu’il dépasse l’influence des aubes, », a déclaré l’ESA dans un communiqué de presse. L’ESA a déclaré qu’il y avait également des indications que les flèches contenant des capteurs pour un instrument de structure atmosphérique sur Huygens pourraient ne pas s’être complètement étendues pendant la descente. Les tests ont montré qu’une configuration asymétrique des flèches – dans laquelle une flèche s’étendait plus que l’autre – pouvait également générer un couple négatif.
L’enquête sur la source du mystère d’inversion de spin de Huygens contribuera à éclairer la conception des futures sondes d’entrée planétaire, selon l’ESA. Bien que la rotation inattendue n’ait pas eu d’impact sur la production scientifique de la mission Huygens, la sonde n’a renvoyé qu’environ la moitié de ses images prévues en raison d’une erreur de programmation logicielle. L’orbiteur Cassini a relayé les données de Huygens vers la Terre lors de la descente de la sonde européenne. Huygens a transmis les données sur deux canaux, mais Cassini n’écoutait pas sur l’un des canaux lorsque Huygens a parachuté à travers l’atmosphère de Titan. Les responsables ont imputé l’erreur à une erreur dans la séquence de programmation liée à Cassini. L’erreur signifiait qu’environ 350 des 700 images que Huygens était censé capturer à Titan n’ont jamais été reliées à la Terre.
La sonde Huygens se pose sur Titan
En 2005, la sonde spatiale Huygens s’est posée sur Titan, la plus grande lune de Saturne. Il avait été libéré du vaisseau spatial Cassini lorsque son orbite autour de Saturne a convergé avec la trajectoire de Titan le 24 décembre 2004. Dans les trois premières photographies reçues de Huygens à la surface de Titan, les scientifiques ont vu ce qui ressemblait à des canaux de drainage, un rivage, des régions inondées entouré d’un terrain élevé et d’une plaine couverte de gros rochers, peut-être de glace. La sonde a été nommée d’après Christiaan Huygens, l’astronome néerlandais qui a vu Titan pour la première fois le 25 mars 1655, la première lune de Saturne à être découverte.
https://spaceflightnow.com/2020/01/14/esas-huygens-probe-landed-on-saturns-moon-titan-15-years-ago/
https://www.edn.com/huygens-probe-reaches-saturn-moon-titan-january-14-2005/
https://sci.esa.int/web/education/-/45751-the-huygens-probe-lands-on-titan