Cassini-Huygens: Résultats Sur Titan

[yo]

Un article interessant de Flashespace déjà cité par Proteus sur le bouclier thermique de Huygens qui risque de s'échauffer méchamment pendant la descente...

lien

 

et un rappel des mésaventures des sondes russes Venera (bles ) qui tentaient de se poser sur Venus dans les années 60 : à chaque fois le bouclier était conçu pour résister à une pression supérieure mais cela échouait... jusqu'à Venera 7 qui s'est montrée capable de résister à une pression de 100 bars et une température de 500°C.

Bien sûr l'atmosphère de Titan, d'une densité comparable à la terre, apparait moins terrible que Venus, mais gardons à l'esprit que les aterrissages sans problème sont une exception dans l'histoire de la conquête spatiale.

Si le bouclier résiste, Huygens se crashera peut-être à l'arrivée à cause d'un parachute foireux ou d'un vent trop fort, mais pourvu que des mesures significatives sur l'atmosphère et des photos soient transmises, on pourra déjà sabler le champ

[yo]

A une semaine du grand saut de Huygens, j'ai essayé de faire une synthèse des enjeux scientifiques de cette mission cruciale ...

Pour ceux qui découvrent ou veulent approfondir les MYSTERES DE TITAN... (ADSL requis)

 

Feedback bienvenu

 

A venir aussi d'ici peu UNE FAQ dans ce post.

Les 10 questions que tout le monde se pose sur la descente.

[yo]

TITAN FAQs : c'est le calme avant la descente de Huygens vendredi prochain. L'occasion de répondre en 10 questions à quelques unes des interrogations qui reviennent souvent. Bien sûr cette FAQ est plutôt destinée aux nouveaux arrivants sur ce sujet:

 

1- Comment Huygens va t'elle se poser ? Depuis la séparation d'avec Cassini du 25 décembre dernier, celle ci poursuit sa course silencieuse de 3 semaines vers Titan. Elle est en sommeil et se rapproche de sa cible.

 

http://esamultimedia.esa.int/images/cassin.../PIA06136_H.jpg

 

Le 14 janvier ses systèmes seront activés par un triple minuteur automatique juste avant l'entrée dans l'atmosphère de Titan.

La sonde pénètrera celle-ci à la vitesse de 6 Km/seconde avant de décélérer brutalement à 400m/seconde en 3 minutes au contact des hautes couches.

L'échauffement du bouclier thermique sera très fort mais il est prévu pour résister à des températures de l'ordre de 16000°C.

Puis 3 parachutes doivent s'ouvrir successivement à des altitudes différentes.

Le parachute pilote doit la ralentir en quelques secondes et arracher le capot de protection supérieur. Précisons que pendant la descente la sonde continue à tourner entre 1 et 20 tours par minute.

Le parachute principal, le 2ème de 8,3 m, doit la ralentir suffisamment pour qu'elle ait le temps de commencer ses mesures atmosphériques in-situ à 160 km du sol après l’éjection du bouclier thermique) grâce aux instruments déployés sur des perches notamment. Le dernier parachute de 3 m qui s'ouvrira à 110 Km de la surface doit au contraire accélérer le reste de la descente (qui doit durer 2H à 2 h30 au total) car les batteries de Huygens ont une durée de vie limitée par ce froid extrême (- 180°C au sol). A partir de 6o Km un altimètre radar contrôle les opérations. Elle devrait toucher le sol à une vitesse de 5 à 6 m/seconde vers 12 H 27 CET (+ ou -15 minutes suivant les vents) .

 

Une animation des différentes phases de la descente est disponible ici : http://www.esa.int/SPECIALS/Cassini-Huygen...E4L3AR2E_0.html

 

2- L'atmosphère de Titan est-elle la même que celle de la Terre primitive ? Non c'est un raccourci car elle est composée à 97 % d'azote moléculaire (N2) 2 % de méthane et des traces d’autres gaz, alors qu'on estime que l'atmosphère de la Terre primitive devait posséder surtout de la vapeur d'eau, du CO2, et était bien sûr beaucoup plus chaude (d'où présence d'eau liquide en abondance à la surface contrairement à Titan).

Par contre toutes deux possèdent du méthane (CH4) intéressant comme base d'une chimie prébiotique.

 

3- La sonde risque t’elle d’être foudroyée en cas d’orage ?

 

Non le risque statistique est très faible (<1%). Néanmoins on l’a équipée de 3 paratonnerres empruntés au Concorde. Et elle dispose aussi d’un micro pour enregistrer les bruits de l’atmosphère (vent, pluies d’éthane, tonnerre…).

 

4- Combien de photos Huygens doit elle prendre ?

+1000 pendant la descente grâce aux cameras de l’instrument DISR qui combine un détecteur CCD avec 3 imageurs à haute résolution et 2 lignes de détecteurs infrarouge . Il possède aussi un photomètre UV et une caméra à auréole solaire. D’autre part une lampe doit se déclancher juste avant d’atterrir, donc il n’y a pas une seule photo avec flash ! Elle sert surtout à faire une analyse spectrale de la surface

 

5- Sur quoi Huygens va t’elle se poser ?

On n’en sait toujours rien car elle doit se poser à la limite de zones noires et blanches : voir ici la cible de l’instrument DISR http://saturn.jpl.nasa.gov/multimedia/imag...fm?imageID=1284

Les deux survols du 26 octobre et du 13 décembre 2004 ont permis de faire des images radars et IR de la zone d’atterrissage de l’hémisphère Sud. Elles montrent des alternances de zones sombres (peut être une couche de matériaux organiques) et de stries plus claires dont on ne connaît pas la composition (glaces ?).

Il ne semble pas y avoir d’océans d’hydrocarbures liquides et le sol est plat, mais des lacs ne sont pas à exclure d’après l’équipe radar.

 

 

 

6- Huygens risque t’elle de s’enfoncer ? Non, elle a été conçue pour flotter si elle se pose sur un élément liquide. Bien sur elle peut tomber dans un espèce de marais ou sur un sol mou, mais la gravité étant très faible (20 % de la gravité sur Terre), elle a peu de risques de s’enfoncer beaucoup.

 

7- Quand va-t-elle transmettre ses données à Cassini? Le 29 décembre, Cassini a effectué une manœuvre pour se positionner suivant un angle adéquat par rapport à Titan ; le 14 janvier elle pointera son antenne à grand gain vers le site d’arrivée de Huygens jusqu’à 14 h 37 (disparition du site de Huygens sous l’horizon).

Dès le début de la descente (à 10 h 11 CET) et jusqu’au sol, Huygens transmettra à la sonde mère en orbite ( 60000 à 72000 Km de là) des paquets de données en 3 exemplaires (pour éviter les pertes). Les données (+ 500 MB dont des images et sons) seront stockées sur les 3 disques durs de Cassini jusqu’à la fin du survol de Titan (après une éventuelle transmission depuis le sol qui pourrait durer 30 minutes si Huygens survit).

 

8- Quand le grand public aura t’il les premières images ? C’est ce qu’on attend tous, mais il ne faut pas y compter avant vendredi soir au mieux vers 22 h/ 23 h sur le net. Par compte les scientifiques traqueront dès le matin les signaux de la descente de Huygens depuis la Terre grâce aux grands télescopes et à Hubble.

Les premières données transmises par Cassini sont attendues vers 16 h 24 sur terre après 67 minutes de transmission jusqu’à l’antenne de Camberra (Australie) du Deep Space Network qui transmettra les données au JPL et à l’ESOC (Allemagne).

A Darmstadt, les scientifiques de l’ESA vont bien sûr analyser ces données avant de choisir comment les présenter aux journalistes. Ceux qui ne seront pas à La Villette (soirée spéciale à Paris) ont plus de chances de voir les images en premier sur NASA TV qui retransmettra les émissions de l’ESA (voir ici pour le programme).

 

9- Que s’attend on à trouver sur Titan ?

Certainement beaucoup de surprises mais pas la vie.

Le but principal de la mission, à travers l’analyse de l’atmosphère et de la surface (zone limitée au contact de Huygens) est de découvrir les processus d’une chimie prébiotique, c'est-à-dire comment ont pu se former des molécules carbonées (HCN, tholins…) et quel degré de complexité cette chimie a pu atteindre. Mais les températures très froides et l’absence quasi-certaine d’eau liquide (en surface en tout cas) n’ont sans doute pas permis de former les briques de la vie que sont par exemple les acides aminés sur Terre. Huygens utilisera une sorte de fer à repasser pour réchauffer le sol gelé avant de recueillir et d’analyser les gaz dégagés dans son chromatographe spectromètre de masse. Espérons qu’elle tombe dans une zone intéressante !

 

10- Quels sont les risques principaux ?

Des vents trop violents, un bouclier thermique défaillant, des parachutes qui ne s’ouvrent pas (comme pour Genesis ) et plus généralement un ensemble de séquences automatisées qui doivent toutes se dérouler sans anicroche en quelques minutes… comme pour toutes les missions d’exploration planétaire le moindre grain de sable peut provoquer l’échec, mais faisons confiance aux ingénieurs français d’Alcatel Space qui ont assemblé la sonde et aux scientifiques européens et américains pour avoir fait le maximum . En 2000, après la découverte d’une erreur grave dans la conception de l’antenne principale de Cassini qui pouvait affecter la communication avec Huygens, ils ont su reprogrammer la trajectoire de Cassini à distance pour réparer le problème. Même si l’on perd le contact avec Huygens au sol, la transmission des analyses effectuées pendant une descente de 2H dans une atmosphère très mal connue serait déjà un succès pour la mission. Et se poser sans encombre à la surface d’un satellite si lointain (1.5 milliards de Km de nous), une prouesse technologique pour l’Europe !

[royal_orchid]

Joli travail yo

 

C'est surement stupide comme question, mais comment les concepteurs font pour éviter que le dernier parachute recouvre le lander après le contact avec le sol ?

[Rick_husband]

Merci pour ce travail Yo.

Vous pouvez également trouver d'autres informations, plus techniques ici:

http://www.webastro.net/forum/index.php?showtopic=1185&st=0

[Cosmojuju]

Huygens J-2!!! Il me tarde de savoir a quoi ressemble la surface...

[yo]

Message écrit par royal_orchid@Jan 12 2005, 01:31 AM

Joli travail yo

 

C'est surement stupide comme question, mais comment les concepteurs font pour éviter que le dernier parachute recouvre le lander après le contact avec le sol ?

](texte cité)

 

d'abord la sonde devrait dériver avant de se poser avec un mouvement latéral, donc peu de chances que cela arrive...

mais si ça se produisait je ne pense pas que ça gênerait les télécommunications

c'est moins gênant que pour un rover

[sky35]

Le pourcentage doit être faible à mon avis pour que cela arrive !

 

J'au hate qu'elle nous dévoile la surface de ce satellité au combien mystérieux...

[Invité Ortog]

Espèrons que tout s'enchaine bien...

 

On y croit ...

 

Le sol de Titan !!! j'arrive pas à le croire ! vivement vendredi soir

 

et bo travail yo, merci !

[Rick_husband]

Huygens, le Timeline.

 

Avant tout, voici la version flash de la descente de Huygens (pour vous mettre l'eau à la bouche ;-)):

Animation flash

 

La timeline se situe le 14 janvier et est en CET (central European time), soit l'heure de Paris; elle décrit toutes les étapes de la descente de Huygens sur Titan, bonne lecture.

 

05.44

Les systèmes informatiques indiquent à Huygens qu'il doit mettre son electronique en marche, le transmetteur est en mode d'attente de transmission.

 

10.06

Huygens se trouve à 1270 Km de Titan, sa fenêtre appelée Interface Altitude est définit, elle peut rentrée dans l'atmosphère de Titan, sa rentrée se fera sous un angle de pénétration relativement élevé de 65°, à une vitesse d’à peu près 6 km/s.

 

10.10

Huygens se trouve à 180 Km de la surface, le premier parachute est déployé pour ralentir les 400 mètres seconde de la sonde, c'est le plus petit parachute il a un diamètre de 2,6 mètres. 2,5 secondes après son deployement, il est lâché et le parachute principal se déploie à son tour, son diamètre quant à lui, est de 8,3 mètres.

 

10.11

Huygens commence à transmettre à Cassini, la sonde se trouve à 160 Km de la surface, 42 secondes après le déployement du premier parachute, des senseurs sont libérés afin que les instruments tels que le chromatographe, le spectromètre de masse, le collecteur d'atmosphère, etc... puissent travailler. C'est à ce moment là, que le premier panorama capturé par le radiomètre d'image spectral sera prit, et cela jusqu'à ce qu'il touche la surface.

 

10.25

Huygens es à 125 Km de la surface, le parachute principal est largué, pour laisser place au parachute de stabilisation, il a un diamètre de 3 mètres et permet de descendre au bon moment et surtout de façon prècise tout en permettant assez de temps pour la collecte de données.

 

10.42

Le detecteur de surface est activé, jusqu'ici tout le système était programmé, la sonde se trouve à 60 Km de la surface, son detecteur va lui permettre d'obtenir son altitude grace aux deux altimètres embarqués, ceux-ci vont determiner l'exact distance de la surface.

 

11.50

Les senseurs se mettent en marche, ils concernant surtout le chromatographe et le spectromètre de masse qui vont sonder l'atmosphère, pendant ce temps la Huygens fait entre un à vingt rotations par minute, ce qui permet a la caméra at autres instruments de prendre des panoramas entiers.

 

12.23

Une puissante lampe est activée permettant au radiomètre d'image spectrale de determiner la composition de la surface de Titan.

 

12.27

L'atterissage ou l'amerissage de la sonde (?), cela fait 137 minutes (+/- 15 Minutes) que la sonde est en descente. Elle touchera la surface à une vitesse de 5-6 mètres par seconde. C'est la grande intérrogation, sur quelle surface se trouvera Huygens, dans tous les cas, elle est étudiée pour atteindre le sol gelé ou un océan d'éthane, et ses instruments de surface annalyserons toutes les informations qu'elle pourra. A savoir que la sonde tiendra plus ou moins 3 minutes après après avoir touché la surface.

 

14.37

Cassini arrête de collecter les données, en effet la position de Huygens passe l'horizon, il n'y a plus de chance d'obtenir de signal, la sonde a finit son travail sur Titan, elle est devenue une relique de notre temps.

 

15.07

Les premières informations nous sont envoyées, grace à l'antenne de haut-gain de Cassini. Le temps de recption à 4 millards de Km mettront 67 minutes pour nous arriver, et à ce moment ce sera une attente insoutenable qui prendra fin.

 

Voilà, tout ce que l'on peut espèrer maintenant, c'est que la mission se passe bien, et qu'il n'y ai pas de pépins. Mais faison confiance à nos amis de l'ESA et du JPL ;-)

[yo]

Merci pour la précision du timing Rick_husband...

J-1 le décompte est lancé

 

Et hop, ils ont mis une webcam à l'ESOC : LIVE

commencent à comprendre la com ...

[Galiléen]

Excellent cette webcam....

 

tiens ils bossent pas des masses à cette heure-ci, il n'y a personne sur les fauteuils (pause de midi oblige ?)

[royal_orchid]

à 14h38, il n'y a toujours personne sur les ordinateurs, c'est pas sérieux tout ca

[Invité Ortog]

lol, a 15h10 personne en vue ...

 

espèrons quil y aura du monde demain....

[pioneer6014]

Bravo yo et Rick_husband pour ces récapitulatifs ! Même pour moi qui suit cette mission depuis le tout début, c'est toujours intéressant de relire le planning des événements... et cela fait monter le suspense !!! Vivement demain ! Par contre je pensais qu'on aurait des images plus tôt que cela... Mais c'est pas grave du moment que la mission réussit. C'est fou tout de même : après plusieurs années de conception et sept ans de voyage, Huygens va émettre pendant moins de 4h ! Mais ça en vaut la peine... j'imagine déjà une photo de la surface de Titan : un sol accidenté aux couleurs étranges, l'atmosphère orangée au-dessus et à l'horizon, derrière un rideau de brume, Saturne et ses anneaux... Bon je rêve peut-être un peu là mais on aura quand même de superbes clichés j'en suis persuadé !

 

Je suis trop impatient !!!

: : : : : :

 

A+ !

[Eridani]

Bien sympa le récapitulatif

[Asguard]

Mouais moi j'imagine rien de superflu, je pense plutot que les images seront sombre, dut a la faible luminosité du soleil a cette distance, puis a cause de l'epaisse atmosphere de Titan. Mais qui sait peut etre une surprise? une E.T fesant une grimace pret de la surface

[wanaga1]

je pense qu'il ne faut pas s'attendre a de superbe photo comme ceux des rovers ou des artistes . Ceci dit j'espere qu'on a aura une ou plusieurs photo où on peut voir quelque chose. Sans oublier le tonnerre titannesque ! Mais si ca marche pas c pas grave, on y arrivera la prochaine fois... Faut pas oublier qu'il a fallut 13 missions venera pour avoir la 1ere image de la surface de venus. petite parenthese: si on envoyait un mission comme huygens sur venus? ou des rover?

[Eridani]

Message écrit par wanaga1@Jan 13 2005, 07:52 PM

si on envoyait un mission comme huygens sur venus? ou des rover?

](texte cité)

 

bah Vénus étant un four(+400°C), les instruments marcheraient pas longtemps...

[logastro]

lol ça a déjà été fait, c'était les sondes soviétiques venera, elles ont tenu une heure environ chacune :

[Invité Ortog]

Oui, il n'y a que les sondes soviétiques qui se soit posées dans la fournaise vénusienne.

 

En plus de la température, il y a la pression atmosphérique énorme et la composition très acide de certaines couches de l'atmosphère.

 

Le Rover, faut pas y compter avant un moment, mais un lander, pourquoi pas... On va bien au fond des océans malgrè la pression ? Il y a peut etre une synergie a trouver entre les fournisseurs de matèriel océanographique et le domaine spatial.

 

Une sorte de bathyscaphe recouvert de céramique... Bon à 400°, faut de l'électronique top niveau.

 

Sur Vénus, il pourrait tomber dans des flaques d'étain liquide

 

l'analyse du sol serait surement d'un grand intérêt... Pareil ou différent de la Terre??? Jumelle mal élevée de la Terre ou non ?

[Asguard]

Encore 5 petites heures avant l'assaut final!!! Je n'imagine pas la deception que ca serait si on avait droit a un beagle-2 .. 2 .

[guera]

le temps est brumeux ce matin sur Paris, comme sur Titan, ca doit etre un signe !!

[pioneer6014]

Ca y est ! A l'heure où j'écris ces lignes, Huygens est entré dans l'atmosphère de Titan ! Et dire qu'il va falloir attendre ce soir pour savoir si tout s'est bien passé...

[jojan]

Oui c'est génial ! il y a un super direct ici : http://www.futura-sciences.com/sinformer/v/vie_du_site48.php avec un simulation de descente très intéressante :

 

2005-01-14 10:35:00 09h37 Largage du parachute principal prévu dans 5 minutes.

 

2005-01-14 10:29:00 Huygens devrait avoir pris un premier panorama de Titan, depuis l'altitude de 150 km. Il embrasse un paysage de 1250 km de large et est constitué de 36 images de 1300 x 1300 pixels, chaque pixel mesurant 150 m au sol.

 

2005-01-14 10:26:00 Toutes les actions de Huygens sont actuellement déterminées par un circuit électronique temporisateur, contrôlé par l'ordinateur de bord. La descente à travers l'atmosphère, soumise aux aléas tel le vent, exigera un système de décision différent, basé sur les capteurs de la sonde qui viennent d'être activés.

 

Apparement ils disent que les images devraient arriver plus tard dans la journée.

[totoastro]

Bonjour

Les 1ere images sont arrivé mais il faudra attendre pour les voirs sur internet!!!!

slt et bon ciel!!!!

[wanaga1]

je les ai vu sur nasa tv! mais faut pas s'attendre a de super image...

[Cosmojuju]

Est ce que Huygens a atterri?

[Asguard]

Non pas encore. Apparement Huygens serait en plein travail dans sa descente

[Rick_husband]

A 11h20, et le Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) en Virginie (USA) confirme l'entrée dans l'atmosphère de Huygens, la sonde est en bonne santé.