Cassini. La fin d'une grande mission, partie 1
Cassini entre dans l'orbite de Saturne.
Le 15 septembre 2017 à 11h55, les derniers signaux de la sonde Cassini arrivent sur Terre. Cela s'est produit près de vingt ans après qu'il a décollé de la Terre et passé plus de treize ans près de Saturne. La sonde est entrée dans les couches denses de son atmosphère et a brûlé, transmettant des données scientifiques uniques jusqu'à la dernière minute.
Au cours de sa mission, Cassini a parcouru une distance de 7,9 milliards de kilomètres, a reçu et exécuté deux millions et demi de commandes, et ses moteurs ont effectué 360 manœuvres. Il a découvert six lunes de Saturne jusque-là inconnues, a pris 453 048 photographies de son atmosphère, de ses anneaux et de ses lunes, et a fourni 635 gigaoctets d'informations scientifiques à partir desquelles 3948 XNUMX articles scientifiques ont été publiés à la fin de la mission.
Saturne en chiffres
La sixième planète du système solaire était connue dans l'Antiquité. Bien qu'il soit à près d'un milliard et demi de kilomètres du Soleil, soit dix fois plus loin que la Terre, il est clairement visible à l'œil nu. Il le doit à sa taille - le rayon de la planète est neuf fois plus grand que celui de la Terre et est de 58 232 km. D'autre part, la masse de Saturne est de 95 fois la masse de la Terre (5,68 × 1026 kg), ce qui signifie que la densité moyenne de la planète n'est que de 0,687 g / cm3, ce qui est bien inférieur à celui de l'eau, qui signifie que Saturne fait partie des géantes gazeuses. Au centre de la planète se trouve un minuscule noyau de silicate de fer, qui représente environ 20 % de la masse de Saturne. Il est entouré d'une épaisse couche d'hydrogène liquide métallique puis moléculaire avec un petit mélange d'hélium. Cette couche passe en permanence à l'état gazeux, c'est-à-dire dans l'atmosphère. Il est composé presque exclusivement d'hydrogène (96,3 %) et d'hélium (3,25 %). La fraction massique restante est constituée de méthane, d'ammoniac et d'eau. L'intérieur de la planète est chaud, il rayonne 2,5 fois plus d'énergie dans l'espace qu'il n'en reçoit du Soleil. Le mécanisme de sa formation n'a pas encore été clairement élucidé. La planète, tournant autour de son axe en environ 10,5 heures (la rotation n'est pas uniforme, puisque Saturne n'est pas un corps solide), génère un champ magnétique légèrement plus fort que celui de la Terre (20 μT).
Premiers constats
Avec la construction du premier télescope par Galilée (1610), notre connaissance de Saturne a changé pour la première fois - un appareil imparfait montrait une image de la planète avec des "oreilles". Cette idée étonnante que Saturne est une triple planète existe depuis près de 50 ans. Seul Christian Huygens, utilisant des instruments beaucoup plus avancés, est arrivé à la conclusion que la planète est entourée d'un anneau relativement mince de minuscules particules qui s'étend autour de la planète dans son plan équatorial. Son point de vue a longtemps suscité une méfiance incroyable, seules des observations plus détaillées de Gian Domenico Cassini ont montré que Huygens avait raison. De plus, Cassini découvrit une lacune dans la structure de l'anneau en 1675, ainsi que quatre de ses satellites (le premier, nommé Titan, fut découvert par Huygens en 1655). Les décennies suivantes se sont terminées par la découverte de nouveaux satellites naturels plus petits de la planète, ainsi que par une description légèrement plus détaillée de ses anneaux, dans lesquels des lacunes ultérieures ont été découvertes, alors que nous ne pouvions rien apprendre de nouveau sur la nature de la planète elle-même. . . Une percée dans ce domaine n'a été causée que par la naissance des vols spatiaux et le début d'une étude approfondie des planètes.
Trois vols
Le premier vaisseau spatial à explorer Saturne de près fut Pioneer 11, qui s'approcha de Saturne le 1er septembre 1979 à une distance de 20 900 km de la surface visible de l'atmosphère et envoya des données et des photographies de son système. La grande surprise a été la taille et la structure très complexe de ses anneaux, et la magnétosphère de la planète a également été découverte. Cela a conduit à l'inclusion des deux sondes Voyager dans un programme de vol beaucoup plus important que prévu pour tester les deux conceptions. Voyager 1 s'est approché de Saturne le 12 novembre 1980, à environ 124 000 km au-dessus des sommets des nuages, et Voyager 2 le 26 août 1981, à une distance d'environ 101 000 km de la limite atmosphérique. Les sondes ont découvert de nouvelles lunes, dont les soi-disant lunes de berger, qui contrôlent le mouvement des particules de l'anneau, fournissent des photographies de celui-ci révélant des détails incroyablement précis de sa structure et, pour la première fois, des photographies haute résolution de plusieurs satellites naturels de la planète. Il s'est avéré que le système Saturne est un domaine de recherche extrêmement intéressant, qui devrait être effectué non pas lors de courtes croisières, mais en tant que mission de sonde spéciale qui pourrait le faire pendant longtemps depuis l'orbite de la planète.
Travail conceptuel
Dès 1977, la NASA a lancé des travaux conceptuels sur une telle mission à destination de Saturne, appelée Saturn Twin Probe, composée de trois éléments : un orbiteur Saturne, une sonde atmosphérique planétaire et une sonde atmosphérique ou atterrisseur sur Titan. En juin 1982, le Comité des sciences spatiales de la Fondation européenne des sciences et l'American Council on Space Sciences ont formé un groupe de travail conjoint pour explorer les possibilités de coopération entre les États-Unis et l'Europe dans le domaine de la recherche planétaire. Un mois plus tard, l'ESA a annoncé un appel aux scientifiques européens pour qu'ils soumettent des propositions pour de futures missions spatiales. Ainsi, en novembre 1982, Daniel Gauthier et Wing Yip présentent à l'ESA une proposition, également signée par 27 autres scientifiques, pour une mission appelée Cassini, composée d'un orbiteur Saturne et d'une sonde Titan, tout en proposant de la réaliser ensemble. avec la NASA.
