mise à jour le 18 Octobre 2004

FÊTE DE LA SCIENCE UNIVERSITÉ PARIS 7
"Cassini Saturne, mission scientifique, une aventure humaine"
par Sébastien CHARNOZ

Le 15 Octobre 2004

Photos : JPM et NASA/JPL

BREF COMPTE RENDU

C'est le Dr Sébastien Charnoz (photo) de l'équipe d'imagerie d'André Brahic, qui a découvert le 16 Août 2004 deux nouveaux petits (très petits) satellites de Saturne. Ils ont respectivement 3 et 4 km de diamètre et sont situées à 194.000 et 214.000 km du centre de Saturne entre Mimas et Encelade. Ils ont été provisoirement nommés S/2004-S1 et S/2004-S2.

Ce sont les plus petits objets jamais détectés aussi loin.

C'est donc un grand spécialiste de Saturne et nous attendions tous avec impatience cette rétrospective sur Saturne et sur les premiers résultats de la mission Cassini Huygens.

Nous ne fumes pas déçus.

L'exposé commence par un court historique de la découverte des anneaux de Saturne qui n'étaient visibles qu'avec un lunette et c'est Galilée le premier qui le 25 Décembre 1610 vit quelque chose autour de Saturne, il ne comprenait pas ce que c'était.

C'est Huygens qui comprit en 1655 que c'était un anneau dont l'angle de vision changeait en fonction de la position respective de la Terre et de Saturne (voir dessin des orbites plus bas).

Sur ce dessin on voit clairement quand les anneaux sont visibles et quand ils sont vus par "la tranche".

(La Terre et Saturne sont inclinées sur leurs orbites respectives!)

Voici comment Hubble voit aux différentes périodes de l'année saturnienne les anneaux.

Jean Dominique Cassini, premier directeur du nouvel Observatoire de Paris, observe Saturne en 1675, et découvre que l'anneau est découpé en deux parties par une division qui va porter son nom.

Voici à droite le dessin original de l'époque.

La première photo astronomique de Saturne a été prise en 1883 par le britannique Commons.

Sautons un siècle, et c'est la mission Voyager 2, qui passe en trombe devant Saturne, et comme Sébastien le dit; 95% de ce que l'on sait de Saturne vient de ce court passage de deux semaines à peine, et on n'a même pas fini d'exploiter les données de cette sonde.

QUE SAIT ON DES FAMEUX ANNEAUX : ils font approximativement 300.000 km de diamètre et quelques dizaines de mètres d'épaisseur! En comparaison avec une lame de rasoir, celle ci devrait être mille fois plus fine que l'épaisseur existante.

Les détails sur les anneaux peuvent être trouvés dans un précédent Astronews.

Voyager nous fait découvrir le plus gros satellite, Titan qui est suivant l'expression de notre conférencier, une Terre au congélateur; en effet atmosphère à base d'azote d'argon et de méthane; pression 1 bar comme ici; température –200°C, OK c'est un peu froid, mais on pense que cela peut représenter l'atmosphère primitive de notre planète.

Après cette moisson de données une mission plus élaboré et qui, devrait rester autour de Saturne est décidée, c'est la mission Cassini Huygens. Elle nous est décrite en détail.

La mission était basée sur un concept innovant; elle devait comporter le moins de parties mobiles possible (mauvaise expérience de la sonde Galileo qui a eut son antenne qui ne s'est pas ouverte); les ordinateurs pour la première fois utilisaient des mémoires solides (comme les clés USB ou celles des téléphones portables) et des gyroscopes sans partie mobile. C'est un programme international qui comprend 18 pays et coûte 4 milliards de dollars.

7m de haut 4m de diamètre 6 tonnes 12 instruments différents dans Cassini et 6 dans la sonde Huygens (européenne) qui doit pénétrer l'atmosphère de Titan.

C'est surtout un prodige de navigation spatiale avec rebonds gravitationnels pour économiser le carburant.

Lancement 15 Octobre 1997 par une fusée Titan IV et arrivée (insertion en orbite) à Saturne, 1^er Juillet 2004.

Manœuvre délicate, on passe entre les anneaux F et G, tout marche bien, les premières photos arrivent, c'est la joie dans la salle de contrôle où nos amis français sont bien entendu présents (André Brahic et Sébastien Charnoz)

La mission est prévue (financée) pour 4 ans et 76 orbites en pétales, 52 rencontres avec 7 lunes différentes.

À gauche photo de la salle où on reçoit la toute première image à 5H45 locale.

Les photos ne sont pas envoyées en direct, on les stocke et on en envoie un paquet.

L'équipe d'imagerie de Cassini, on reconnaît au premier rang centre Carolyn Porco le big boss avec à sa gauche Steve Squyres (aussi de la mission Mars), au deuxième rang à l'extrême droite André Brahic.

Les premières photos sont extraordinaires de précision et ont été déjà commentées ici dans des actualités récentes (voir l'historique système solaire Saturne).

Que retenons nous de ces premières photos :

L'influence des nombreux satellites de Saturne provoque des perturbations dans les matériaux composant les anneaux (particules très fines) et induisent des ondes de densité et des résonances.

Comme sur cette photo dans l'anneau A: sur la partie gauche, ondes de densité qui joue sur la répartition horizontale des particules (density wave due à la résonance 12/11 avec Prométhée) et sur la partie droite, ondes de courbure (bending wave) due à la résonance 5/3 avec le satellite Mimas et qui sont en fait des images "vue de dessus" de "tôles ondulées" de particules de l'anneau qui oscillent verticalement.

De nombreux mini satellites sont aussi détectés comme les deux découverts par le conférencier.

Division de Encke où l'on voit clairement une ondulation du bord de la partie intérieure de l'anneau.

Explication très imagée de Sébastien : c'est comme un hors bord qui fonce dans l'espace entre les anneaux et laisse des traces de son passage sur la rive, cela ondule!

Dans ce cas, cela est dû au satellite Pan que l'on ne voit pas et qui est situé entre les deux parties d'anneau.

Nous avons eu droit aussi à un séquence de simulation d'ondes de particules d'anneau qui s'accrètent ou pas suivant les conditions.

C'est impossible à rendre compte ici. (ondes de Jeans).

J'ai appris aussi qu'il existait une division de Keeler. (entre Encke et l'anneau F, 10 fois moins large que Encke, voir photo ci contre où il est à peine visible, il fait 35km de large! ou celle-ci)

Bref nous ne verrons plus les photos de Cassini de la même façon maintenant grâce à Sébastien Charnoz.

Le public était ravi.

Sébastien Charnoz nous donne rendez vous pour les prochains évènements importants de la mission :

Le 26 Octobre 2004 pour l'orbite qui s'approche de Titan et qui nous promet de belles photos

Le 25 Décembre 2004 pour le largage vers Titan de la sonde Huygens avec arrivée dans l'atmosphère le 14 Janvier.

LIENS INTERNET SUPPLÉMENTAIRES SUR SATURNE ET SES ANNEAUX :

Tout sur la anneaux de planètes par le NASA.

Superbe résumé d'images de la Planetary Society.

Questions/réponses sur Saturne an anglais de la NASA 40pages pdf très bien fait.

Et bien entendu les dernières images de Cassini

C'est tout pour aujourd'hui!

Bon ciel à tous

Jean Pierre Martin www.planetastronomy.com