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20.12.04 Huygens se sépare de Cassini le 25 décembre 2004

C'est le 25 décembre 2004 que la sonde de l'Agence spatiale européenne Huygens doit se décrocher de l'orbiter Cassini et se diriger sur Titan, la plus grande des lunes de Saturne. L'entrée dans son atmosphère est prévue le 14 janvier 2005 à 11h15 TU et la phase de descente doit durer un peu plus de deux heures et se conclure par l'atterrissage de la sonde. Personne ne sait sur quel type de surface doit se poser le lander. Bien qu'il y ait une grande probabilité que la sonde se pose sur un sol solide, vraisemblablement gelé, il n'est pas exclu que Huygens 'amerrisse' sur une vaste étendue liquide ou se pose dans une sorte de boue.

Huygens a été conçu davantage comme une mission atmosphérique que comme un lander. C'est-à-dire que les principaux objectifs scientifiques de la mission se feront au moment de la traversée de l'atmosphère. Bien que la sonde n'ait pas été conçue spécifiquement pour survivre à un atterrissage sur un sol en dur, voire flotter, Huygens sera tout de même capable d'effectuer des mesures et des observations si elle survit à son contact avec la surface de Titan ou s'il elle n'est pas noyée par une vague (hypothèse tout à fait plausible).

Bien entendu, sa durée de vie opérationnelle sera fonction de l'endroit où elle se posera. Sur la terre ferme, elle sera plus longue que si la sonde se pose sur une surface liquide. De toutes façons, son activité sera extrêmement réduite. Elle n'excédera pas les 2 heures qu'autorisera la liaison avec Cassini. Les concepteurs de la mission l'estiment même entre 3 et 30 minutes.

Petite précision qui a son importance

Il s'agira du premier engin spatial à venir explorer 'in situ' cet environnement sans équivalent, dont la composition peu paraître très proche de celle de l'atmosphère de la Terre primitive, juste avant que la vie n'y fasse son apparition il y a 3,8 milliards d'années.

S'il est certain qu'une chimie organique se passe en direct sur Titan, ce serait une ineptie de la présenter comme une analogie avec la Terre, il y a quelque 4 milliards d'années. La Terre n'a jamais été comme Titan. Elle n'a jamais connu une période aussi froide que celle qui perdure sur Titan et son atmosphère primitive est très différente de celle de Titan aujourd'hui. Le gaz dominant était le CO2, comme sur Mars et Vénus, alors que sur Titan, c'est l'azote qui domine suivi du méthane.

Rappelons que la mission Cassini-Huygens est un projet mené en coopération par la NASA, l'Agence spatiale européenne et l'Agence spatiale italienne. La sonde a été lancée dans l'espace le 15 octobre 1997. Il lui a fallu près de 7 ans, et plusieurs manœuvres d'assistance gravitationnelle effectuées lors de survols de Vénus, de la Terre et de Jupiter, pour atteindre son objectif. L'orbiteur Cassini, transportant Huygens sur son flanc, s'est placé en orbite autour de Saturne le 1er juillet 2004, pour une mission d'étude de la planète aux anneaux et de ses lunes qui durera au moins quatre ans.

 

Crédits
ESA / D. Ducros
 

La sonde Huygens


Huygens a été construite par l'industrie européenne sous la maîtrise d'oeuvre d'Aérospatiale, aujourd'hui EADS. Huygens est composée de deux éléments majeurs, la sonde de 318 kg qui doit se poser sur Titan et le mécanisme de support (30 kg) qui restera sur Cassini après la séparation de l'aterrisseur.

La sonde est constituée d'un module d'entrée et d'un module de descente. Le module d'entrée comprenant le bouclier thermique et le couvercle arrière, est largué après l'entrée dans l'atmosphère de Titan, libérant le module de descente.

Le module de descente, autrement dit la plateforme "Huygens" supporte les instruments scientifiques et les équipements de service de la sonde, y compris les parachutes de descente et le système de contrôle de rotation.

Le mécanisme de support comprend des boîtiers électroniques, le système de mise en rotation et déjection, le harnais le connecteur ombilical) fournissant la puissance nécessaire aux les liaisons et transmissions de données entre la PSA, la sonde et l'orbiter Cassini.

La problématique du bouclier Huygens

A ne pas en douter, le bouclier de Huygens sera l'élément clé de la mission. Le succès dépendra en partie de sa capacité à protéger le module de descente de la forte décélération de la sonde, Huygens passant de la vitesse de 6 km/seconde à environ 400 mètres par seconde en moins de trois minutes et des contraintes de chaleur et de frictions attendues lors de l'entrée dans l'atmosphère de Titan et tout au long de la phase de descente jusqu'à ce que le bouclier se détache de la sonde et s'en éloigne.

C'est EADS ST qui a été chargé de la conception et de la construction du bouclier. Notez qu'à l'époque, EADS ST s'appelait Aérospatiale. Les ingénieurs l'ont conçu à partir des connaissances alors disponibles sur l'atmosphère de Titan de sorte que tout a été fait pour dimensionner au mieux le bouclier.

Sa forme s'est inspirée des précédentes missions et notamment des capsules américaines Viking de la NASA dont le développement remonte aux années 70.

Toutefois, le développement d'un bouclier pour une mission d'exploration planétaire est très difficile, surtout lorsque l'on vise un objet pour la première fois. Le risque d'un échec n'est pas nul. Rappelons que la NASA a perdu près d'une mission martienne sur deux et que la Russie les a pratiquement toutes ratées. Bien que le bouclier de ses sondes ne soit pas mis en cause dans chaque échec, il en est responsable d'une bonne partie.

Et que dire de l'épopée des missions Venera d'exploration de Vénus par la Russie. Souvenez vous à la fin des années 50, la Russie décidait d'envoyer une sonde se poser à la surface de Vénus. Il fallut donc développer un bouclier capable de s'affranchir des contraintes de l'épaisse atmosphère de Vénus et permettre à la sonde de se poser en bon état. La première tentative, Vénéra 3 en novembre 1965 se solde par un échec. La sonde avait été dimensionnée pour résister à une pression extérieure de 15 bars. Le contact a été perdu peu après l'entrée dans l'atmosphère. Après analyses des données, les russes ont pensé que peut-être la pression était plus élevée que prévu et ils ont conçu un nouveau bouclier au design capable de supporter une pression de 30 bars

Venera 4 et 5 seront lancées en 1967 et 1969 et seront également perdues avant de se poser. Venera 6 fut conçue pour résister à une pression à 60 bars et a également échoué dans sa tentative de se poser sur Vénus. C'est finalement Venera 7 qui a été la première sonde à se poser à la surface de Vénus sans dommage en juillet 1972. Dimensionnée pour supporter 100 bars, elle a mesuré une pression de 96 bars combinée à la température infernale de 500 degrés. Elle a fonctionné pendant 1/2 h suivie d'une vingtaine de minutes avec des signaux très faibles avant de fondre et de périr écrasée. Elle a envoyé 2 photos.

Entre la Venera 1 du premier survol et le succès de Venera 7 il s'est écoulé plus de 10 ans. Tout ça pour bien comprendre que bien que nous ayons appris beaucoup sur Titan, il reste de nombreuses incertitudes et il n'est pas exclu que Huygens soit un échec.

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La sonde Huygens et les deux parties de son bouclier
La sonde Huygens et les deux parties de son bouclier
La sonde Huygens et les deux parties de son bouclier
La sonde Huygens et les deux parties de son bouclier
La sonde Huygens et les deux parties de son bouclier
La sonde Huygens et les deux parties de son bouclier

La sonde Huygens et les deux parties de son bouclier, le bouclier thermique et le couvercle arrière (premier plan)

Crédit
ESA
 
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