- originellement le 9 Avril 2005
HUYGENS
TITAN
COMPTE RENDU DE MISSION
À LA CITÉ DES SCIENCES DE PARIS
LE 8 AVRIL 2005
Photos : NASA/JPL
et ESA et JPM pour l'ambiance.
BREF COMPTE RENDU
Soirée organisée
par notre ami Gilles Dawidowicz faisant suite à l'arrivée en direct de cette
sonde européenne le 14 Janvier 2005 dans ces mêmes locaux de la Cité des
Sciences de Paris et au premier
rapport de mission du 21 Janvier à l'ESA; avec la participation des grands
responsables de la mission comme :
C'est donc de
nouveau la Grande Messe des passionnés d'astronomie et d'astronautique, on va
faire le point avec les plus grands scientifiques de la mission Huygens de cet
atterrissage réussi sur Titan le 14 Janvier dernier.
Nos maîtres de
cérémonie ce soir Gilles Dawidowicz (à droite) et Francis Rocard.
Le but de cette
soirée est de faire partager au public venu très nombreux les derniers
résultats des expériences à bord de la sonde Huygens qui s'est posée avec
succès sur Titan le 14 janvier 2005.
La salle était
encore une fois bien remplie!!
La
séance commence par la remise par Mr Audouin Dollfus, célèbre astronome
découvreur de Janus, satellite de Saturne, à Gilles Dawidowicz de la médaille
du Prix Henry Rey de la Société Astronomique de France (SAF) réservée aux Astronomes
professionnels. Bravo
Gilles c'est bien mérité.
Gilles a publié
plus de 50 articles sur l'astronomie et l'espace, et il a des chroniques
régulières dans plusieurs revues et sites Internet.
Il a déjà donné
plus de 100 conférences dans des hauts lieux de l'astronomie comme : Triel, le
Parc aux Étoiles, La Cité des Sciences; Palais de la Découverte, Ludiver, etc…
Comme dit Mr
Dollfus, Gilles "on aime vous lire et on aime vous voir à l'œuvre!"
Gilles remercie
ensuite chaleureusement son "Maître".
Rappel des
évènements précédents par Olivier Sanguy, rédacteur en chef de la revue
"Espace Magazine", Olivier était à Darmstadt à l'ESOC (salle de
contrôle de la mission) et nous a fait vivre en direct l'atterrissage en
interviewant les scientifiques en "direct live" comme on dit, sur
place.
Il
nous rappelle la joie des scientifiques quand ils entendent enfin la porteuse
émise par la sonde après 67 minutes de décalage dû à la distance.
Les premières
paroles de JP Lebreton, responsable de la mission :
"We heard the baby cry!" (nous venons d'entendre le bébé pleurer!).
Il passe en revue
des moments émouvants de cette mission et dont on retrouve certains sur les
deux photos suivantes :
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Les
premières images arrivent, visages de l'équipe d'imagerie de la caméra (avec
M Tomasko en pull blanc) avant qu'elles ne fassent le tour de la planète |
Photo
d'un enfant de la génération Titan à côté de la maquette de Huygens. Lui, il
aura la possibilité de voir la suite des futures missions sur Titan, on
espère. |
Puis c'est le tour
de Jean Pierre Lebreton, le responsable de la mission Huygens qui nous rappelle
sa chronologie et sa genèse.
Il associe
immédiatement Daniel Gautier au succès de cette mission, car c'est lui qui a
donné l'impulsion initiale après le passage des missions Voyager, de
s'intéresser à Titan.
La
mission démarre réellement en 1982 quand D Gautier propose une collaboration
euro américaine pour aller sur Titan
Collaboration
d'ailleurs parfaite et idéale comme l'ont souligné tous les intervenants.
Lancement le 15
Octobre 1997 (photo corrigée!).
Huygens construit
par Alcatel (Cannes) en collaboration avec d'autres industriels européens.
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On voit à
gauche, la trajectoire de Cassini pour intercepter les signaux de Huygens
pendant la phase d'entrée (en bas) et sur le sol (en haut) |
Schéma des
liaisons radio entre Cassini (à gauche), Huygens (à droite) et la Terre (en
bas à gauche). Avec le fameux
canal A de données qui n'a pas fonctionné, mais dont la porteuse a pu grâce à nos amis
radioastronomes être récupérée sur Terre. |
Ce
canal A qui a fait couler beaucoup d'encre a eu la chance d'avoir au moins sa
porteuse
récupérée (ce qui a fait exploser de joie l'ESOC à sa réception)
par tout un réseau de radio
télescopes terrestres que l'on voit sur la photo ci-contre.
Les triangles
jaunes et bleus sont les stations disponibles au moment de l'atterrissage.
On apprends aussi
que pendant la phase d'atterrissage, la descente a été très agitée, la sonde a
tourné sur elle même comme prévu, mais ….dans le mauvais sens et personne ne
sait pourquoi.
La phase
d'atterrissage a été très bien expliquée (en anglais) par la Planetary Society.
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Le taux de
rotation (spin rate) de la sonde au moment de la descente, l'échelle
verticale est en tour par minute (rpm), l'échelle horizontale est le temps
mission pendant la phase de descente qui a duré plus de deux heures. |
Les
données du DWE (Doppler
Wind Experiment) n'ont pas pu être exploitées (canal A) . Le profil des vents pendant la descente
a été obtenu par radiotélecsope.
Que remarque-t-on, la vitesse des vents passe par zéro après 30minutes de
descente vers 60km d'altitude, pourquoi? |
Une grande partie
de l'équipe de Huygens a été reçue
par le Président de la République Jacques Chirac à l'Élysée le 9 Février
2005.
Aux dires de JP
Lebreton, il a été très intéressé par les explications sur cette mission.
Maintenant
c'est le tour d'Athena Coustenis, de l'imagerie de nous faire partager sa vue
(c'est le cas de le dire) de cette mission.
Elle nous montre
une chronologie qui en partant des premières images de Titan de Voyager en
passant par Hubble et le VLT a conduit aux merveilleuses images de Cassini.
Voici donc comment
notre vue de Titan et sur Titan a changé au cours des dernières années et de
ses 17 dernières années à elle où elle a été engagée sur ce projet.
Le point de départ
est celui ci : la vue par Voyager en 1980 :
Aucun détails de
visible, corps inintéressant à priori!
Puis au fur et à
mesure que les années passent et que les techniques s'améliorent.
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Les choses
s'améliorent en 1996 avec Hubble notre observatoire spatial, on voit quelques
détails. |
Le CFHT
d'Hawaï prend le relais avec sa toute nouvelle optique adaptative (permet
de s'affranchir des turbulences atmosphériques. Le relief s'affine un peu
plus. |
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Maintenant le VLT de l'ESO
avec son optique adaptative NAOS et le Keck sont de la partie,
la zone brillante sur l'hémisphère avant (celui qui fait face au mouvement de
déplacement sur l'orbite) est appelée Xanadu. |
Titan vu par le
VLT : les régions brillantes sont probablement des glaces
d'hydrocarbones. |
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Comparaison des
vues du sol avec le VLT (NAOS) et en orbite avec l'instrument VIMS de Cassini
(Visual and Infrared Mapping Spectrometer) qui arrive en 2004. bonne
corrélation. |
Comparaison
entre la
carte du VLT (en haut) et les mêmes zones marquées sur les premières
cartographies de Cassini. Troublant ressemblance, les observations terrestres
sont donc très fiables. |
Pour poursuivre
sur ce sujet des vues de Titan à partir de la Terre, je vous propose deux
textes :
Par Athena
Coustenis elle même : les images de
Titan dans le proche infra rouge du LESIA (anglais).
Une thèse de A H
Bouchez (Caltech USA) qui analyse les spectres de Titan
dans le visible et dans l'Infra rouge. En format pdf de 160pages assez
techniques.
Maintenant
Cassini est en orbite, les photos deviennent meilleures.
Le site du futur
terrain d'atterrissage de Huygens est imagé avec détails.
On voit
parfaitement les nuages du Pôle Sud
situés à 40km d'altitude et qui ne sont pas encore bien expliqués.
On attend les
images de la sonde qui descend vers le sol de Titan, et on obtient les images
que le monde connaît dans ces panoramiques extraordinaires dus à la rotation
rapide de la sonde pendant la descente.
On a déjà rapporté
ces informations ici même.
Comme
cerise sur le gâteau, Athena Coustenis nous donne à voir une image d'artiste
(je n'ai pas son nom) de ce que pourrait être la région où s'est posée
Huygens.
Il est temps
maintenant de s'intéresser un peu plus en détails aux photos de la descente,
c'est Bruno Bézard qui est comme Athena aussi de l'équipe du DISR
(Descent Imager/Spectral Radiometer) qui nous en parle.
Il nous explique
le rôle des trois caméras que nos lecteurs
connaissent bien et nous fait quelques commentaires sur les images les plus
connues.
On voit
particulièrement bien sur les photos suivantes le réseau fluviatile pris de 8km
d'altitude et les réseaux dendritiques de drainage.
La caméra HRI
c'est la caméra qui regarde vers le sol.
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Sur cette image,
on interprète le "fleuve" blanc comme des remontées de glace d'eau mélangée
à de l'ammoniaque. |
Différentes vues
de la même surface au sol vue de différentes altitudes. |
Voici un diagramme
intéressant : la direction du vent lors de la descente.
L'échelle
verticale va de 0 (en bas) à 15km pour le trait le plus haut.
On voit nettement
que la sonde dérive dans les derniers km.
Voir photos et
spectres en français sur le site du LESIA.
Titan est un corps
où le méthane (CH4) joue un rôle principal, il se condense dans l'atmosphère,
de la pluie se forme (à quelle fréquence, on ne sait pas) qui tombe et lessive
la surface. On se rend compte de ces phénomènes grâce
aux spectromètres, ils permettent de mesurer la lumière dans différentes
longueurs d'onde et ainsi de détecter la "signature" de certains
corps.
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Spectre relevé à
20m du sol. On voit bien la signature du CH4 avec ses différents pics. La
courbe rouge est le relevé de Huygens, les autres sont des modèles sur
Terre avec différentes concentrations de CH4. conclusion environ 5% de méthane
à la surface. |
Spectre pris
depuis la surface de Titan. On "voit" de la glace d'eau
"sale" avec son pic vers 1500nm. Mélangée avec
quoi?? |
Bruno
Bezard termine donc sur cette question et passe le relais à Marcello
Fulchignoni responsable de l'expérience HASI (Huygens Atmospheric Structure
Instrument) qui doit donner des informations sur l'atmosphère.
Il nous parle
aussi du pénétromètre qui a étudié le contact avec la surface de Titan.
Il
nous montre cette courbe du contact avec le sol.
L'échelle
verticale représente l'accélération, l'échelle horizontale le temps de mission;
la courbe bleue est la mesure sur l'axe X vertical. On voit nettement l'instant
du contact.
La vitesse
d'impact était de 4 m/s.
La sonde était
inclinée de 10° par rapport à l'horizontal.
Des informations
d'accélération et du pénétromètre on en a déduit la consistance du sol de
Titan; définie tout d'abord comme de la "crème brûlée", mais peut
être mieux pas une consistance de sable mouillé.
Autres
informations : température du sol : 94°K (-179°C) et pression : 1467 hPa (1,5
fois la pression terrestre)
Plus intéressant, maintenant
les mesures du spectre de masse , l'expérience
GCMS (Gas Chromatograph Mass Spectrometer) dont on reparlera encore plus
tard (permet d'analyser finement la composition de la matière). C'est un
chromatographe en phase gazeuse et un spectromètre de masse. La NASA a aussi une page sur le GCMS
bien faite.
Échelle verticale
les impulsions du détecteur (en fait la plus ou moins grande abondance), en
horizontal le nombre de masse des corps (chaque corps chimique a un numéro
d'identification, le
numéro atomique qui correspond au nombre de protons et d'électrons
l'Hydrogène c'est 1; le Carbone 6 , l'argon c'est 18 etc..) et un nombre de
masse (c'est celui-ci qui est en abscisse) qui exprime le nombre de particules dans son noyau : il peut varier cela
donne des isotopes. L'argon par exemple peut avoir comme isotope l'Argon 40.
Que voit on : du
méthane est détecté et aussi un grand
pic vers 40 : l'argon 40, produit de la désintégration du Potassium 40
provenant des roches internes de Titan, il y donc un dégazage du sol. Beaucoup
de produits hydrocarbonés détectés.
Une petite séance
de questions réponses, JP Lebreton répond à quelques questions.
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Notre ami George
Saccomani de la SAF pose une question sur le champ magnétique de Titan. |
Non Titan ne
possède pas de champ magnétique significatif? Mais on continue de chercher. |
On a aussi parlé
suite à la question de votre serviteur d'un possible océan d'eau liquide
mélangé avec de l'ammoniaque et qui serait sous la surface.
On reprend les
exposés.
Marcelleo
Fulchignoni continue son exposé sur l'atmosphère de Titan.
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Profil de
pression (échelle de gauche) en fonction de la température (échelle
horizontale). On voit les différentes couches atmosphériques. La courbe en
bleu correspond au modèle que l'on pensait trouver. |
Ces deux courbes
résument toute la descente : la courbe de gauche représente la pression en
horizontal (max 1500hPa) et l'altitude en vertical (max 150km), la courbe de
droite représente l'évolution de la température (horizontal de 60 à 150°K) en
fonction de l'altitude (150km max) |
Document : pressure profile of
Titan 15 pages format pdf.
François Raulin
nous parle maintenant d'exobiologie, c'est à dire de recherche possible de
traces de vie ou menant à une vie possible.
Toujours basé sur
le GCMS, ce fameux spectromètre. Plus de 5000 spectres de masse ont été
collecté en altitude (pendant 2 heures et demi) et 2500 à la surface de Titan
(pendant plus d'une heure).
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Explication du
principe de fonctionnement du GCMS. |
L'exobiologie
c'est l'étude de la vie dans l'Univers et des processus liés à la vie.
L'astrobiologie
introduit en plus la notion de destin de la vie.
Titan est
intéressant au point de vue exobiologie car :
Il y a une chimie du
méthane en phase gazeuse avec les aérosols (qu'on essaie de simuler sur terre
avec les produits appelés Tholins : résidus issus de réactions chimiques complexes
à partir de N2,CH4 ... en présence d'UV).
Il y a des
analogies avec la vie sur Terre : structure verticale de l'atmosphère, présence
d'azote, cycle du méthane similaire à celui de l'eau, présence de composés
organiques comme le HCN qui ont joué un grand rôle sur Terre dans la chimie pré
biotique (avant la vie).
Les modèles
actuels incluent un océan sous la surface composé d'eau et d'ammoniaque dont la
température serait peut être de seulement –20°C avec présence possible de
composés organiques.
Une vie serait
elle possible sous plusieurs kilo bars de pression et 15% d'ammoniaque (pH très
basique de 11!!) ? Pas incompatible d'après notre conférencier.
Une des nombreuses
questions : quelle est l'origine du méthane : très certainement pas biologique
comme les mesures du rapports isotopique C12/C13 semblent le montrer.
Beaucoup de
spéculations mais en conclusion pas de signe de vie macroscopique à la surface
de Titan, aucune indication sur des signes de vie microscopique.
Pour aller plus
loin en exobiologie, très intéressante conférence de F Raulin en 25 pages
pdf.
Guy Israël du Service d'Aéronomie de
Verrières le Buisson nous parle de l'expérience ACP (Aerosol Collector and
Pyrolyser) qui fonctionne en conjonction avec le spectro GCMS.
Le but de cette
expérience est de déterminer la composition des aérosols photochimiques de
l'atmosphère et d'obtenir les concentrations relatives des condensats
organiques. Les aérosols se forment dans la haute atmosphère et donnent ensuite
la brume de Titan. On les collecte par aspiration (pompe 20.000t/min) et
passage sur une filtre, puis envoie vers la pyrolyse.
Titan est
intéressant dans le sens ou c'est à priori le seul objet (à part la Terre) où
a lieu une chimie organique complexe.
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Guy Israël PI de
l'expérience ACP. |
Évolution des
aérosols dans l'atmosphère de Titan. |
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Position des
expériences sur la partie interne de Huygens (celle dirigée vers le sol) ,
premier orifice en haut (centre de la capsule) : GCMS, à 45° vers le bas
l'ACP, le gros orifice vers le bas à gauche correspond au SSP
(Surface-Science Package) pour étudier la surface. |
L'expérience ACP
a mis au jour la présence de HCN (pic à masse atomique = 27) dans les
aérosols; c'est une molécule pré biotique!! |
Michel Cabane et
Cyrile Szopa travaillent aussi au service d'aéronomie de Verrière, ils
continuent de nous parler de l'atmosphère de Titan.
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M Cabane nous
explique le mécanisme de formation des aérosols. |
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C Szopa, il
traite les données et les compare avec les modèles. |
C'est
Daniel Gautier, un des concepteurs d'origine du projet Huygens qui intervient
maintenant.
Il nous refait
l'historique du projet et confirme la possibilité de cet océan de mélange d'eau
et d'ammoniaque dont nous avions déjà évoqué la possibilité dans
ces colonnes avec Gabriel Tobie de l'Université de Nantes.
Mais où se trouve l'éthane conclue t il, il n'a pas
été encore détecté dans la surface alors qu'il devrait être là.
Il annonce
quelques articles qui vont paraître prochainement dans des revues scientifiques
(Nature etc..) et dont je vous parlerai lors de leur sortie.
À consulter un
article très intéressant de D Gautier sur l'Aéronomie
de Titan, c'est en format pdf et cela fait 11 pages.
À lire aussi (en
anglais) "Does it
rain on Titan?" Par Astrobiology Magazine. Très clair.
Et c'est tout
naturellement qu'André Brahic avec sa fougue habituelle conclue cette
manifestation, j'ai réussi à le photographier sans qu'il y ait eu trop d'effet
"bougé" cette fois (il se déplace constamment sur scène, c'est dur de
le prendre en photo!).
Voici ces quelques
dernières images.
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Un scientifique
passionné, il en faudrait des milliers comme lui |
Comparaison
d'images radar (haut) avec images dans le visible |
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Idem, insert de
l'image radar au centre de cette image visible |
Francis et
Gilles regardent médusés André Brahic partir pour Titan. Brahicissimmmmmmme!!! |
On attend la suite
de l'histoire maintenant : passage de Cassini au plus près de Titan le 16 Avril
2005, à 1025km de la surface, en Juin le Pôle Sud de Titan sera visité, et puis
encore une quarantaine de survol de Titan au moins jusqu'à la fin de la mission,
bref du travail pour les scientifiques pour le prochaine quart de siècle.
Merci Gilles et
Francis de nous avoir fait encore une fois participer à un événement d'une
telle importance scientifique, je crois qu'André Brahic à raison , aucun journal
n'en parlera!!!
Haut les cœurs!!
D'AUTRES INFORMATIONS DANS LES ASTRONEWS
QUE VOUS POUVEZ RECEVOIR
RÉGULIÈREMENT EN VOUS METTANT SUR LA MAIL LIST
Bon ciel à tous!
Jean Pierre
MARTIN www.planetastronomy.com
RAPPEL : CONFÉRENCE SUR SATURNE ET TITAN : RAPPORT DE LA
MISSION CASSINI HUYGENS
PAR VOTRE
SERVITEUR À PLAISIR LE 22 AVRIL 2005
20h30
Tous les détails ICI.
