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Description de la mission
Premier contact
Les premières observations in situ de l’environnement et des lunes de Saturne ont été effectuées par Pioneer 11. C’était à la fin des années 70, la sonde a effectué un survol de Saturne. Ces observations sont à l’origine de la première détection du champ magnétique intrinsèque de Saturne.
Par la suite, les sondes Voyager 1 et 2 ont également survolé Saturne. Ceci a apporté des précisions sur le champ magnétique de la planète. Comme celui de la Terre, il est supposé dipolaire. Son moment dipolaire est de plus aligné avec l’axe de rotation de la planète. Cependant son intensité est plus forte que celle du champ magnétique terrestre.
- Figure 1. Représentation de la magnétosphère de Saturne
Source : NASA
Pioneer 11 et Voyager 1 et 2 ont également révélé l’existence de la magnétosphère de Saturne. La magnétosphère est la région englobant la planète dans laquelle le champ intrinsèque de la planète domine. Ces missions ont mis en évidence l’existence sur Saturne des aurores polaires observées sur Terre. Les aurores sont l’une des manifestations de l’activité magnétosphérique.
Les nombreux satellites naturels de Saturne ont été observés par les missions Pioneer 11 et Voyager, et aussi depuis la Terre. Ces analyses ont mis en évidence l’existence de couplages entre la magnétosphère de Saturne et ses lunes. Titan est le plus gros satellite de Saturne, Les nombreux satellites naturels de Saturne ont été observés par les missions Pioneer 11 et Voyager, et aussi depuis la Terre. Il se trouve alors dans sa magnétosphère. Lors de leurs passages à proximité de Titan les sondes Voyager on pu détecter l’atmosphère de Titan. Celle-ci est riche en azote et en méthane. En revanche, aucun champ magnétique intrinsèque n’a été détecté pour Titan.
A la conquête d’un monde
- Figure 2. Vue d’artiste de la sonde Cassini en orbite autour de Saturne
Source NASA
Les missions Pioneer 11 et Voyager ont fourni des résultats importants concernant Saturne, Titan et leur environnement. Elles ont aussi éveillé la curiosité des scientifiques. Notons que ces missions étaient destinées à observer le système solaire externe. Elles n’ont effectué chacune qu’un survol de la Saturne. Pour répondre aux nombreuses questions sur le « monde Saturnien » le besoin d’une mission dédiée s’est manifesté. La réponse à ce besoin fut la mission Cassini-Huygens.
Cassini-Huygens est le produit d’une collaboration entre les agences spatiales américaine, européenne et italienne (NASA, ESA et ASI). La mission fut lancée en 1997 avec pour objectif l’étude de Saturne et de Titan. Elle était à l’époque la mission de planétologie la plus ambitieuse. Les thèmes abordés faisaient intervenir différentes branches de l’astronomie et de l’astrophysique. Les grandes questions étudiées concernent la source d’énergie de Saturne, la structure des anneaux de la planète et les lunes de Saturne, Titan en particulier. Elles traitent également le sujet des interactions entre le milieu interplanétaire, Saturne et ses lunes
Et les plasmas ?
Une analyse complète de la magnétosphère de Saturne faisait partie des objectifs scientifiques de la mission qui comprend des expériences dédiées à la mesure des plasmas. Cassini-Huygens doit éclairer les physiciens des plasmas spatiaux sur les points suivants :
- La configuration globale de la magnétosphère.
- La dynamique et la source du plasma magnétosphérique de Saturne.
- Les phénomènes de sous-orages magnétosphériques, phénomènes auxquels aurores polaires sont liés.
- L’interaction de la magnétosphère de Saturne avec son atmosphère ionisée, appelée ionosphère.
- L’interaction de la magnétosphère avec les satellites (Titan en particulier) et les anneaux de Saturne.
A chaque sonde sa mission
La mission comprend deux sondes distinctes : la sonde Cassini et la sonde Huygens. Les deux sondes ont été lancées par un unique lanceur. Elles se sont séparées quelques mois après leur arrivée dans l’environnement saturnien en 2004.
Le rôle de l’orbiteur Cassini est d’analyser Saturne, ses lunes et son environnement. La sonde Cassini est en orbite autour de Saturne et de ses lunes. Grâce à l’assistance gravitationnelle de Titan, la trajectoire orbitale de Cassini a été régulièrement modifiée. Ceci a rendu possible l’exploration de toutes les zones clés de la magnétosphère. La mission a été prolongée, effectuant entre Avril et Septembre 2017 vingt-deux orbites autour de la planète géante pour s’en rapprocher, traverser ses anneaux et se désintégrer dans son atmosphère le 15 Septembre 2017. Cette phase de la mission a été appelée "grand finale".
La sonde Huygens était dédiée à l’étude de Titan. Un an après la séparation, elle est entrée dans l’atmosphère de Titan et a ensuite pu atteindre sa surface. De cette manière, des analyses de l’atmosphère et de la surface ont été effectuées.
NASA : http://saturn.jpl.nasa.gov/
ESA : http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Cassini-Huygens
LESIA : http://www.lesia.obspm.fr/plasma/cassini/cassini.html
