SAF Rocard Saturne 16 mars 2011



Mise à jour le 27 Mars 2011


CONFÉRENCE MENSUELLE DE LA SAF "SATURNE REVISITÉE"
Par Francis ROCARD
Directeur de l’exploration spatiale au CNES.
Au FIAP, 30 rue Cabanis, 75014 Paris (métro Glacière).
Le Mercredi 16 Mars 2011 à 20H30

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. Voir les crédits des autres photos et des animations.
(Francis a eu la gentillesse de nous donner sa présentation complète (elle est disponible sur ma liaison ftp et s'appelle. SAF-Rocard-Mars2011 elle est dans le dossier CONF-MENSUELLES-SAF/ saison 2010/2011)
Une remarque, dans son dossier j’ai éliminé beaucoup de vidéos qui prenaient trop de volume, je les cite dans le texte avec les références pour les télécharger si nécessaire.

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

Le compte rendu sera succinct étant donné que la présentation est disponible au téléchargement.


Une belle salle pour notre grand spécialiste des explorations spatiales.





Francis Rocard, bien connu de nos lecteurs, est docteur en astrophysique, il fait une grande partie de sa carrière au CNES, et en est maintenant le Directeur de l’exploration spatiale.


Il a participé à de nombreuses missions martiennes, cométaires et à Cassini Huygens dont il nous entretient ce soir.

La première sonde spatiale à s’intéresser à Saturne a été Pioneer 11 des années 1970.
Elle a profité (avec les sondes suivantes de la série Voyager) d’un alignement exceptionnel des planètes géantes du système solaire (elles se trouvaient toutes du même côté) permettant à peu de frais (en carburant) de visiter toutes ces planètes.

Pioneer 11 a visité Saturne en 1979.





D’ailleurs à cette occasion, il faut signaler, un étrange effet (baptisé effet Pioneer) qui se manifeste avec cette sonde (et avec Pioneer 10 mais pas avec les autres comme les Voyager ou Galileo) ; on note une différence notable ( !!??) de l’ordre de 500.000km (par rapport au 15 milliards de km où elles sont en ce moment) entre la position réelle des sondes et leurs positions théoriques.
Jusqu’à présent on n’a pas d’explication satisfaisante.


Ce sont les sondes Voyager qui nous ont montré la première fois la complexité de l’atmosphère de Titan, le plus grand satellite de Saturne. Cette atmosphère (principalement d’azote) a la particularité d’être très épaisse : 1200km !!



Mais revenons à l’origine de la mission Cassini-Huygens avec cet émouvant document datant de 1982, où l’on reconnaît de nombreuses personnalités très connues maintenant. (remarque Michel Combes, Directeur de l’Observatoire de Paris à l’époque, n’a aucun lien de parenté avec Françoise Combes)
C’est Daniel Gautier de Meudon qui fut à l’origine de cette demande qui aboutit à la mission que l’on connaît.
Il nous a raconté cette aventure lors du compte rendu de la mission Huygens à la Cité des Sciences en Avril 2005.



Il aura donc fallu 22 ans pour que l’on voit l’aboutissement de cette mission !

Les dates clé de ce projet étant :
· 1989 : études NASA de la mission Cassini
· 1992 : réduction de coût de la mission : suppression des plates-formes d’instruments, report du lancement
· 1994 : les USA menacent l’annulation de la mission
· 1997 : nouvelle menace sur l’annulation du lancement (à cause du Plutonium !)
· 1999 : on rehausse (1000km) l’orbite de Cassini lors de son survol de la Terre (peur du Plutonium, toujours !)
· 2001 : lors des tests de communications avec Huygens, on s’aperçoit qu’il n’est pas capable de communiquer avec Cassini (on n’avait pas tenu compte de l’effet Doppler !), on est obligé de modifier le profil de la trajectoire au dessus de Titan.





Cassini-Huygens arrive en Juillet 2004 autour de Saturne ;contrairement aux Pioneer et aux Voyager qui n’ont fait que passer, maintenant il faut freiner .

On va allumer le moteur pendant 90 minutes pour freiner et se mettre en orbite.

On s’autorise même un fol exploit : on passe entre les anneaux, ce qui donnera les photos les plus précises de toute la mission de ces anneaux, comme celle-ci, une des toutes premières.

Voir l’orbite d’insertion (SOI : Saturn Insertion Orbit).







Une fois mis en orbite, celles-ci, doivent obéire à des considérations particulières suivant les missions photographiques décidées, c’est ce que l’on va appeler des orbites en pétales.



Suivant que l’on s’intéresse plus aux satellites, aux anneaux ou à Saturne même, on choisira une orbite en conséquence.
Titan, la plus grosse masse autour de Saturne aidera à changer d’orbite par assistance gravitationnelle.
Explication des couleurs :
· noir : orbite d’insertion en provenance de la Terre
· orange : occultation (anneaux vus par la tranche depuis la Terre)
· vert : orbites en pétales dans le plan équatorial (étude de la magnétosphère)
· bleu : orbite de transfert vers Titan
· jaune : orbite pour étudier les satellites
· rouge orbites à forte inclinaison (régions polaires de Saturne)
Toutes les explications sur le site de l’ESA.

On découvre Saturne de très près vue en Infra Rouge, comme cette célèbre photo de la tempête en forme de dragon (la couleur rouge du dragon est donnée par le méthane) et cette vue en contre jour et en IR.



Grand étonnement avec ces structures hexagonales du Pôle Nord de Saturne. On ne sait pas pourquoi.


On voit ici cette structure hexagonale surmontée d’une aurore polaire, photo prise en Infra Rouge par Cassini..











LES ANNEAUX.

Ils ont été numérotés dans l’ordre de leur découverte.

C’est peut-être avec les anneaux que Cassini nous offre ses plus belles photos, les différents angles de prise de vue, nous donnent des vues imprenables depuis la Terre. Ces angles de vue, suivant les cas mettent au jour différentes parties des anneaux.

En voici une très belle qui couvre la presque totalité des anneaux :



Mosaïque de 6 images correspondant à des vues du dessus du plan des anneaux par Cassini.
Les couleurs sont « naturelles », les photos datent de Décembre 2004, d’une distance de 1,8 millions de km. (© NASA/JPL).


Voir les photos proposés par F Rocard dans sa présentation et/ou les anneaux vus par planetastronomy avec les différents articles à ce sujet.
On remarque que les anneaux ont des structures complexes, influencées par la présence de petits satellites qui perturbent les bords de ceux-ci, créent des ondulations ou les confinent en structure fine comme pour l’anneau F avec ses gardiens.

Mais la grande découverte a été les fameux « propellers » (hélices).
Ce sont des accumulations de matière localement dans un anneau.

L’équinoxe (éclairage des anneaux par la tranche) a donné aussi l’occasion de faire de nombreuses photos intéressantes et surtout de mettre en évidence les petites irrégularités près des bords des anneaux.

Le Soleil éclairant les anneaux de plus en plus de façon rasante, on distingue alors des structures verticales énormes qui projettent des ombres sur le plan des anneaux. On a l’impression de voir des vagues sur ces bords.



ENCELADE.


Grande surprise avec Encelade : les geysers émis par son pôle Sud (les fameuses griffures de tigre), notamment dans cette photo prise en contre jour, où celles-ci sont parfaitement visibles.

Ce sont des failles actives.



Cassini a étudié avec son spectromètre ces émissions :

Ce sont principalement de l’eau et des composés carbonés.

Les particules de poussières et de glace émises vont alimenter l’anneau E.
On a aussi trouvé en analysant les particules de l’anneau E, beaucoup de Sodium, et il provient d’Encelade.

Mais pour avoir des sels comme ceux du Sodium, il faut une phase liquide et de la roche (comme sur Terre), donc Encelade devrait posséder un océan sous terrain d’eau liquide.
On établit même un modèle de son intérieur.







LES AUTRES LUNES.

Ces sujets ont été de nombreuses fois traités dans ces colonnes, voici quelques points essentiels :

Japet : satellite étonnant avec deux faces totalement différentes, le Yin et le Yan.
Présence d’un important bourrelet équatorial.
Sa glace sur la partie brillante (face arrière) serait extrêmement pure.
Survol de Japet par Cassini.

Mimas : est à la limite pour un corps sphérique., 400km de diamètre avec un énorme cratère (130km) qui lui marque sa face.

Hyperion : forme très bizarre, probablement un astéroïde capturé.

Rhéa : a peut être un anneau de poussière.


TITAN, LE PLUS GROS SATELLITE DE SATURNE.

Après un trajet balistique de 21 jours, Huygens arrive en vue de Titan.

Elle pénètre dans l’atmosphère de ce gros satellite, elle possède 5 instruments pour analyser l’atmosphère et le sol de Titan.



Cette aventure vous a déjà été contée sur ce site, on sait que tout a parfaitement fonctionné à part un canal de mesure qui était en panne et on sait que la sonde n’a pas tourné dans le bon sens en pénétrant l’atmosphère, mais on n’a pas d’explication pour ce fait bizarre.



On se fait une meilleure idée de la chimie complexe de Titan.


Plus tard, la sonde Cassini suite à ses divers survols découvrira des lacs de méthane liquide.

Cassini observe aussi des nuages au Sud de Titan.

De même long passage sur le Pôle Nord de Titan avec ce long film qui découvre ces lac de méthane que vous pouvez voir sur la page indiquée en référence Internet.










LA POURSUITE DE LA MISSION

Garantie jusqu’en 2017, voir le tableau montrant les divers aspects de ses prochaines activités.



Clic sur l’image pour voir plus de détails.


De futures missions sont imaginées, mais pas encore toutes financées.

Comme la TSSM (Titan Saturn System Mission) expliquée par le LESIA et dont on peut voir un film de présentation sur YouTube.

De même il existe un projet de mission qui s’appelle Tandem qui se consacre aussi à Titan et Encelade.







Il faudra trouver les financements, mais de toutes façons, nous ne verrons pas avant longtemps les résultats éventuels de ces missions !



POUR ALLER PLUS LOIN.

La première sonde autour de Saturne par le CNES.

Designing the Cassini Tour par planetary society

Une animation des orbites des premières années de Cassini autour de Saturne.

Premiers résultats de Cassini par C Ferrari.

Deux énigmes du champ magnétique de Saturne par Philippe Zarka du LESIA.

Du sel dans les anneaux de Saturne : un nouvel argument en faveur de la présence d'eau liquide à l'intérieur d'Encelade par nos amis de Planète Terre de Lyon.



Bon ciel à tous


Jean Pierre Martin membre de la commission de cosmologie de la SAF
www.planetastronomy.com
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