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Les « propulseurs » sur la lune de Saturne, Encelade

Les « propulseurs » sur la lune de Saturne, Encelade



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Encelade est l'une des lunes de Saturne, portant le nom de la mythologie grecque de l'un des Géants, enfant de la Terre et d'Uranus, avec un serpent comme partie inférieure du corps. Encelade est lié aux tremblements de terre et selon la mythologie, il a été enterré sous l'Etna en Italie.

La lune a été observée pour la première fois en 1789 par un astronome britannique et en raison de son comportement volcanique, elle a reçu le nom d'Encelade. C'est une sphère d'environ 500 km et la surface est glacée. C'est en 1980 que Voygaer est passé à 200 000 km d'Encelade et nous en avons obtenu les premières images en basse qualité. Il est possible qu'Encelade ait de l'eau liquide, comme le suggèrent de nombreux scientifiques.

Le vaisseau spatial Cassini a fait un travail incroyable pour obtenir des images de haute qualité depuis 2005, avec plusieurs survols près de la lune et d'autres à venir jusqu'en 2017. Dans les images récentes prises par Cassin, Encelade semble avoir des fusées pour le propulser. C'est l'effet de l'eau salée glacée sortant du pôle sud de la Lune, un effet qui a été étudié et observé pour la première fois en 2005.

L'eau liquide est expulsée de la surface de la planète en raison de la haute pression créée par l'activité volcanique de la planète. Les courants-jets observés jusqu'à présent sont au nombre de 98.

La partie la plus intrigante d'Encelade n'est pas le jet stream, mais la possibilité d'avoir de l'eau fluide en surface et une source de chaleur (activité volcanique). Parce qu'alors il y a une grande possibilité qu'il ait aussi de la vie et peut-être qu'il soit un environnement habitable (pas pour les humains bien sûr…).


    Les meilleurs endroits pour trouver de la vie extraterrestre dans notre système solaire, classés

    Une illustration de Cassini plongeant à travers des panaches sortant de la surface d'Europe. NASA/JPL-Caltech

    Si vous voulez y croire, c'est le moment : l'espoir que nous puissions un jour tomber sur une vie extraterrestre est plus grand qu'il ne l'a jamais été. Non, ce ne seront pas de petits hommes verts qui traversent l'espace à toute vitesse dans des disques volants - plus probablement des microbes ou des bactéries primitives. Mais une telle découverte serait néanmoins le signe que nous ne sommes pas seuls dans l'univers, que la vie ailleurs est une possibilité.

    Où allons-nous trouver cette vie ? On pensait autrefois que le système solaire était probablement une friche stérile en dehors de la Terre. Les voisins rocheux étaient trop secs et froids comme Mars, ou trop chauds et infernaux comme Vénus. Les autres planètes étaient des géantes gazeuses, et la vie sur ces mondes ou leurs satellites était fondamentalement inconcevable. La Terre semblait être un miracle d'un miracle.

    Mais la vie n'est pas si simple. Nous savons maintenant que la vie sur Terre est capable de prospérer même dans les environnements les plus rudes et les plus brutaux, dans des conditions super froides et super sèches, des profondeurs de pressions inimaginables et sans avoir besoin d'utiliser la lumière du soleil comme source d'énergie. En même temps, notre compréhension superficielle de ces mondes obscurs s'est considérablement élargie. Nos voisins rocheux de Vénus et de Mars ont peut-être autrefois été tempérés et semblables à la Terre, et une partie de la vie aurait pu persister après que le climat de ces planètes se soit détérioré. Plusieurs des lunes glacées qui entourent Jupiter et Saturne pourraient avoir des océans souterrains qui pourraient soutenir la vie. Un couple peut même avoir des atmosphères. Et encore d'autres endroits qui semblent trop exotiques pour la vie continuent de nous surprendre.

    Contrairement à la myriade de nouvelles exoplanètes que nous identifions chaque année, en ce qui concerne les mondes du système solaire, nous avons la possibilité d'envoyer des sondes à ces endroits et de les étudier directement. "Nous pouvons mesurer des choses qui seraient impossibles à mesurer avec des télescopes", explique David Catling, astrobiologiste à l'Université de Washington. Ils pourraient étudier les choses de près, peut-être voler dans l'atmosphère ou atterrir à la surface, et peut-être même un jour rapporter des échantillons qui pourraient révéler si ces planètes et ces lunes abritent des matériaux ou des fossiles qui sont des preuves de la vie - ou peut-être de la vie elle-même. .

    Voici les 10 meilleurs endroits dans le système solaire pour rechercher la vie extraterrestre, classés subjectivement par votre serviteur en fonction de la probabilité que nous trouvions de la vie - et de la facilité avec laquelle il serait de la trouver si elle était là.

    10. Triton

    Triton est la plus grande lune de Neptune et l'un des mondes les plus exotiques du système solaire. C'est l'une des cinq lunes du système solaire connues pour être géologiquement actives, comme en témoignent ses geysers actifs qui crachent de l'azote gazeux sublimé. Sa surface est principalement constituée d'azote gelé, sa croûte est constituée de glace d'eau et son manteau est glacé. Oui, c'est un monde froid et froid. Mais malgré cela, il semble obtenir de la chaleur générée par les forces de marée (frottement gravitationnel entre Triton et Neptune), et cela pourrait aider à réchauffer les eaux et à donner naissance à la vie à travers toute matière organique qui pourrait exister sur la lune.

    Mais en fait, trouver la vie sur Triton semble être une possibilité très lointaine. La seule mission à avoir jamais visité le monde était Voyager 2 en 1989. La fenêtre pour une telle mission ne s'ouvre que tous les 13 ans. La meilleure occasion de visiter Triton serait la mission Trident proposée (qui semble peu susceptible d'être lancée après que la NASA vient de donner son feu vert à deux nouvelles missions vers Vénus plus tard cette décennie). Et enfin, l'horrible sang-froid espère que la vie pourrait rester non gelée assez longtemps pour se faire un chez-soi.

    9. Cérès

    Le plus gros astéroïde et la plus petite planète naine du système solaire pourraient abriter de l'eau liquide, profondément enfouie sous terre. Cérès, une planète naine située entre Mars et Jupiter, a été étudiée par la sonde Dawn de la NASA depuis l'orbite de 2015 à 2018. Les scientifiques sont toujours en train de déballer et d'analyser ces données, mais des études alléchantes au cours des dernières années suggèrent qu'il y a un océan assis à 25 milles en dessous. la surface et pourrait s'étendre sur des centaines de kilomètres. Il serait presque certainement extrêmement salé, ce qui empêcherait l'eau de geler même bien en dessous de 0°C. Dawn a même trouvé des preuves de composés organiques sur Cérès qui pourraient servir de matières premières pour la vie.

    Mais Ceres se classe avant-dernier sur notre liste parce que son habitabilité a trop de questions attachées. L'évidence des eaux souterraines et des matières organiques est encore très récente. Même si ces choses sont là, il faudrait une source de chaleur et d'énergie qui pourrait réellement aider à encourager cette eau et cette matière organique à réagir de manière à mener à la vie. Et même si cette s'est produit, constatant que la vie signifie que nous devons forer au moins deux douzaines de kilomètres dans le sol pour accéder à cette eau et l'étudier. Enfin, Cérès est minuscule, plus de 13 fois plus petite que la Terre. On ne sait pas encore comment cette fraction de gravité pourrait affecter la vie sur la planète naine, mais si la Terre est notre boussole pour ce qui est habitable, la petite taille de Cérès n'est probablement pas un atout. Les nouvelles propositions de futures missions pour étudier la planète naine ne manquent pas, y compris celles qui tenteraient même une mission de retour d'échantillon. Mais rien ne monte bientôt.

    8. Io

    Avec plus de 400 volcans actifs, Io est le monde le plus géologiquement actif du système solaire. On pense que toute cette activité est causée par le réchauffement des marées créé lorsque l'intérieur d'Io est attiré par la gravitation entre Jupiter et les autres lunes joviennes. Le volcanisme entraîne une énorme couche de gel de soufre et de dioxyde de soufre (oui, c'est une chose!) À travers le monde, ainsi qu'une atmosphère de dioxyde de soufre super mince. Il pourrait même y avoir un océan souterrain sur Io, mais il serait fait de magma, pas d'eau.

    La vie sur Io est très improbable. Mais toute cette chaleur est un signe encourageant. Il peut y avoir des endroits à la surface ou sous terre qui ne sont pas submergés par l'activité volcanique - des endroits plus tempérés où des formes de vie robustes ont trouvé un moyen de survivre. Nous ne serions pas en mesure d'étudier ces taches directement, mais une sonde pourrait être en mesure de trouver des preuves de vie si elle a de la chance.

    C'est plus facile à dire qu'à faire. La meilleure chance d'étudier Io passe par une mission proposée par la NASA appelée Io Volcano Observer (IVO), qui, si elle est approuvée, serait lancée en 2029 et effectuerait dix survols d'Io. Mais comme Trident, IVO était en lice pour les mêmes missions que celles qui ont été arrachées par deux missions à venir de Vénus.

    7. Calisto

    Le titre de gloire de Calisto est qu'il possède la surface la plus ancienne du système solaire. Cela ne veut pas dire grand-chose en termes d'habitabilité cependant. Là où Calisto brille pour nos besoins, c'est que c'est une autre lune qui aurait un vaste océan souterrain, à 155 miles sous terre. Il conserve également une fine atmosphère d'hydrogène, de dioxyde de carbone et d'oxygène, qui est plus diversifiée et semblable à la Terre que la plupart des autres lunes du système solaire qui pourraient être habitables.

    Pourtant, les chances de Callisto d'accueillir la vie ne sont pas aussi favorables que les autres mondes, notamment parce qu'il fait encore très froid. Notre prochaine meilleure chance de vraiment l'explorer sera le Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) de l'Agence spatiale européenne, lancé l'année prochaine et prêt à explorer trois des lunes de Jupiter. JUICE fera plusieurs survols rapprochés de Callisto au cours de sa mission.

    6. Ganymède

    La plus grande lune en orbite autour de Jupiter, et simplement la plus grande lune du système solaire, est recouverte d'une coquille de glace. Mais sous cette surface se trouve un océan d'eau salée souterrain mondial qui pourrait contenir plus d'eau que tous les océans de la Terre réunis. Naturellement, avec toute cette eau, les scientifiques espèrent qu'une forme de vie pourrait exister sur la lune. La lune a même une atmosphère d'oxygène très mince - rien d'enthousiasmant, mais c'est quelque chose de bien. Et Ganymède a autre chose qu'aucune autre lune du système solaire n'a : un champ magnétique. Un champ magnétique est essentiel pour protéger les mondes des radiations nocives crachées par le soleil.

    Mais Ganymède n'est pas parfait. Un océan souterrain est difficile à étudier, donc s'il y a de la vie sur la planète, nous aurons du mal à la trouver. Et jusqu'à présent, il n'y a pas encore eu de mission dédiée à l'étude de Ganymède, bien que le JUICE soit l'enquête la plus approfondie sur Ganymède lorsqu'il entrera sur l'orbite de la lune en 2032. Il pourrait avoir l'occasion de scruter la surface et étudiez l'intérieur à l'aide d'un radar et renseignez les scientifiques sur l'habitabilité potentielle de Ganymède.

    5. Vénus

    Ici, à mi-chemin, nous commençons à entrer dans les bonnes choses. Vénus a des températures de surface suffisamment chaudes pour faire fondre le plomb et des pressions de surface plus de 80 fois plus sévères que ce que nous vivons sur Terre. Et pourtant, peut-être que Vénus abrite la vie ! Ces perspectives se sont enflammées l'année dernière lorsque des chercheurs ont détecté du gaz phosphine dans une atmosphère vénusienne très épaisse. Sur Terre, la phosphine est principalement produite naturellement par la vie dans les écosystèmes pauvres en oxygène, ce qui soulève la possibilité qu'il y ait aussi de la vie sur Vénus responsable de sa production. Et le scénario le plus probable serait une vie microbienne suspendue dans les nuages ​​– une vie aéroportée, essentiellement.

    Maintenant, les détections de phosphine ont fait l'objet d'un examen minutieux, et l'idée de la vie dans l'air n'est certainement pas quelque chose que tous les scientifiques peuvent soutenir. Mais ce travail et d'autres qui ont exploré l'histoire de l'eau de Vénus ont renouvelé beaucoup d'intérêt pour l'idée que Vénus a peut-être déjà été habitable et pourrait encore l'être. Les nouvelles missions DAVINCI+ et VERITAS que la NASA lancera à la fin de cette décennie ne trouveront pas de vie, mais elles nous permettront de répondre plus concrètement à cette question.

    4. Encelade

    La sixième plus grande lune de Saturne est entièrement recouverte de glace propre, ce qui en fait l'un des corps les plus réfléchissants du système solaire. Sa surface est glaciale, mais il y a pas mal d'activité en dessous. La lune éjecte des panaches qui contiennent une myriade de composés différents, notamment de l'eau salée, de l'ammoniac et des molécules organiques comme le méthane et le propane. On pense qu'Encelade a un océan salé global. Et la NASA a trouvé des preuves d'une activité hydrothermale profondément souterraine, qui pourrait très bien fournir une source de chaleur nécessaire pour donner à la vie une chance d'évoluer et de prospérer.

    À certains égards, Encelade devrait être plus haut sur ma liste que Titan, n'était-ce le fait qu'il n'y a tout simplement pas de mission dans les livres en ce moment pour l'étudier. De nombreuses propositions ont été débattues ces dernières années, dont plusieurs sous la NASA. Tous sont orientés vers une enquête astrobiologique qui examinerait de plus près les signes qu'Encelade est habitable à la vie. Alors que creuser sous terre dans l'océan serait le moyen le plus sûr de déterminer si la lune abrite la vie, nous pourrions également avoir un coup de chance et être en mesure de détecter les biosignatures qui ont été vomies par les cryovolcans de la lune (volcans qui font éclater des matériaux vaporisés comme l'eau ou l'ammoniac plutôt que la roche en fusion). Mais pas pour longtemps.

    3. Titans

    Titan, la plus grande lune de Saturne, est un autre monde qui se distingue du reste du système solaire. Il possède l'une des atmosphères les plus robustes pour un monde rocheux du système solaire en dehors de la Terre et de Vénus. Il regorge de différents corps liquides : lacs, rivières et mers. Mais ils ne sont pas faits d'eau, ils sont faits de méthane et d'autres hydrocarbures. Titan est extrêmement riche en matières organiques, il est donc déjà riche en matières premières nécessaires à la vie. Et il peut également avoir un océan d'eau sous la surface, bien que cela devra être vérifié.

    Les scientifiques viennent de préparer la mission : la mission Dragonfly de la NASA, qui enverra un hélicoptère drone pour explorer directement l'atmosphère de Titan et nous donnera une idée bien nécessaire de la façon dont a développé sa chimie prébiotique. Cette mission sera lancée en 2027 et arrivera à Titan en 2034.

    2. Europe

    La lune de Jupiter a une coquille glacée de 10 à 15 milles d'épaisseur recouvrant un immense océan souterrain qui est réchauffé par les forces de marée. On pense que ce chauffage aide à créer un système de circulation interne qui maintient les eaux en mouvement et reconstitue régulièrement la surface glacée. Cela signifie que le fond de l'océan interagit avec la surface, ce qui signifie que si nous voulons déterminer si la vie existe dans ces océans souterrains, nous n'aurons peut-être pas nécessairement besoin d'aller jusqu'en bas. Les scientifiques ont trouvé des gisements de minéraux argileux associés à des matières organiques sur Europe. Et on soupçonne que les radiations frappant la surface glacée pourraient entraîner l'oxygène qui pourrait se retrouver dans les océans souterrains et être utilisé par la vie émergente. Tous les ingrédients de la vie sont potentiellement là.

    Heureusement, nous sommes prêts à étudier Europe en détail. JUICE fera deux survols d'Europe pendant son séjour dans le système jovien. Mais la mission phare dans les livres est Europa Clipper, un vaisseau spatial qui effectuerait des vols à basse altitude qui tenterait d'étudier et de caractériser la surface, et d'étudier l'environnement souterrain du mieux qu'il peut. Clipper sera lancé en 2024 et atteindra Europe en 2030.

    1. Mars

    Mars prend la première place pour plusieurs raisons. Nous savons qu'il était autrefois habitable il y a des milliards d'années, quand il y avait des lacs et des rivières d'eau liquide à sa surface. Nous savons qu'il y avait à l'époque une atmosphère robuste pour garder les choses au chaud et confortables. Et nous avons actuellement un rover à la surface, Persévérance, dont le but explicite est de rechercher des signes de vie ancienne. Il sécurisera même des échantillons que nous ramènerons un jour sur Terre pour les étudier en laboratoire.

    Alors qu'est-ce que cela a à voir avec la recherche courant la vie? Eh bien, s'il y a des signes de vie ancienne, il est possible que la vie sur Mars existe toujours. Probablement pas en surface, mais peut-être sous terre. Il y a déjà eu quelques grandes études qui ont utilisé des observations radar pour montrer que des réservoirs d'eau liquide existent probablement à quelques kilomètres sous la surface. Nous avons trouvé des bactéries sur Terre qui survivent dans des conditions similaires, il est donc tout à fait possible que quelque chose vive également dans ces parties de Mars. Descendre là-bas sera incroyablement difficile, mais si nous avons des raisons de croire que quelque chose se cache dans ces réservoirs, ce sera tout le monde sur le pont pour comprendre comment nous pouvons y arriver et voir par nous-mêmes.


    Résumé

    Les panaches découverts par la mission Cassini émanant du pôle sud de la lune de Saturne Encelade et la chimie unique qu'ils contiennent ont alimenté les spéculations selon lesquelles Encelade pourrait abriter la vie. Les fractures aquifères présumées d'où émanent les panaches feraient une cible de choix dans la recherche de vie extraterrestre et seraient plus facilement accessibles que l'océan sous-glaciaire de la Lune.

    Une mission d'atterrisseur équipée d'une sonde de fonte des glaces maniable sous la surface sera la plus appropriée pour évaluer l'existence de la vie sur Encelade. Un atterrisseur devrait atterrir à une distance de sécurité d'une source de panache et se frayer un chemin jusqu'à la paroi interne de la fracture pour analyser les liquides souterrains du panache avant que les biosignatures potentielles ne soient dégradées ou détruites par l'exposition au vide de l'espace. Une approche possible pour la détection in situ de biosignatures dans de tels échantillons peut être basée sur l'hypothèse d'une convergence évolutive universelle, ce qui signifie que l'émergence indépendante et répétée de la vie et de certains traits adaptatifs est répandue dans tout le cosmos. Nous présentons ainsi une trajectoire évolutive hypothétique menant à l'émergence de micro-organismes méthanogènes chimioautotrophes comme base de la complexité biologique putative sur Encelade. Pour détecter leur présence, plusieurs instruments sont proposés qui pourront être embarqués à bord d'une future sonde de fusion sous-glaciaire.

    Le projet « Encelade Explorer » (EnEx) financé par l'Administration spatiale allemande (DLR), vise à développer un système de navigation terrestre pour une sonde de recherche sous-glaciaire et à le tester dans des conditions réalistes en Antarctique à l'aide de l'EnEx-IceMole, un nouveau sous-sol maniable sonde de fonte de glace pour un échantillonnage propre et une analyse in situ de la glace et des liquides sous-glaciaires. Dans le cadre du projet EnEx, une première étude de concept est prévue pour une mission d'atterrisseur à Encelade pour déployer l'IceMole près de l'un des panaches d'eau actifs sur le terrain polaire sud de la lune, où il recherchera des signatures de vie.

    Le concept général de la mission est de placer l'atterrisseur à une distance de sécurité d'un panache actif.L'IceMole serait ensuite déployé pour se frayer un chemin à travers la croûte de glace jusqu'à une fracture aquifère à une profondeur de 100 m ou plus pour un examen in situ de la présence de micro-organismes.

    L'exigence motrice de la mission est la forte demande d'énergie de la Mole de Glace pour fondre à travers les glaces froides d'Enceladan. Cette exigence est satisfaite par un réacteur nucléaire fournissant 5 kW de puissance électrique. Le réacteur nucléaire et l'IceMole sont placés sur une plate-forme d'atterrissage à palettes. Un élément Orbiter est également prévu, avec pour principale fonction d'agir comme un relais de communication entre l'Atterrisseur et la Terre.

    Après le lancement, l'atterrisseur et l'orbiteur effectueront ensemble le transfert interplanétaire vers Saturne, en utilisant le réacteur nucléaire embarqué pour alimenter les propulseurs électriques. Après l'insertion de l'orbite de Saturne, le vaisseau spatial combiné continuera à utiliser la propulsion électrique nucléaire pour atteindre l'orbite d'Encelade. Après l'insertion en orbite à Encelade, l'orbiteur effectuera une reconnaissance détaillée du terrain polaire sud. À la fin de la phase de reconnaissance, l'atterrisseur se séparera de l'orbiteur et une séquence d'atterrissage guidée de manière autonome le placera à proximité d'un des panaches de vapeur actifs. Une fois posé, l'IceMole sera déployé et commencera à fondre à travers la glace, tout en contournant les dangers et vers une fracture aquifère sous-glaciaire cible.

    Une première estimation du coût de la mission est donnée, ainsi que des recommandations sur le développement ultérieur des technologies habilitantes. Les enjeux de protection de la planète posés par une telle mission sont également abordés.


    Comment Encelade pourrait-il héberger la vie ?

    Encelade a de l'eau, des matières organiques et des sources d'énergie, les trois ingrédients pour les organismes vivants. La sonde Cassini de la NASA, désormais morte, a trouvé des traces de sel et de sable, suggérant que l'océan était en contact avec le noyau rocheux de la lune, ainsi que du formaldéhyde et de l'acétylène.

    Puis, en 2017, Cassini a détecté de l'hydrogène moléculaire alors qu'il survolait des panaches de l'océan Enceladean qui s'infiltrait dans l'espace par des fissures dans sa coquille de glace près du pôle sud de la lune. Les microbes abiotiques qui existent autour des sources hydrothermales au fond de l'océan sur Terre se nourrissent d'hydrogène et de dioxyde de carbone. Encelade a du carbone, de l'hydrogène, de l'azote et de l'oxygène.

    Pourrait-il y avoir des bouches hydrothermales sur le fond marin d'Encelade ? Quoi qu'il en soit, Encelade a une chimie qui pourrait soutenir une vie microbienne simple.


    CASSINI : LA GRANDE FINALE

    Après 20 ans dans l'espace, la sonde Cassini est à court de carburant. En 2010, Cassini a commencé une prolongation de mission de sept ans dans laquelle le plan était d'utiliser tout le propulseur du vaisseau spatial pour explorer Saturne, ce qui a conduit à la grande finale et se termine par une plongée dans l'atmosphère de la planète.

    Les 22 dernières orbites de Cassini ont transporté le vaisseau spatial sur une trajectoire elliptique, plongeant à des dizaines de milliers de miles par heure à travers l'espace de 1 500 miles (2 400 kilomètres de large) entre les anneaux et la planète, où aucun vaisseau spatial n'a exploré auparavant.

    "Dans les orbites de la Grande Finale, [nous allons] aborder pour la première fois la question de l'origine et de l'âge des anneaux. Nous le ferons en mesurant très précisément la masse des anneaux. Si les anneaux sont beaucoup plus massifs que ce à quoi nous nous attendons, peut-être sont-ils vieux, aussi vieux que Saturne lui-même, et ils ont été suffisamment massifs pour survivre au bombardement et à l'érosion des micrométéoroïdes et nous laisser avec les anneaux que nous voyons aujourd'hui. »

    Linda Spilker

    Scientifique du projet Cassini

    Chacune de ces 22 dernières orbites a duré environ six jours et demi. Ils ont commencé le 22 avril et se sont terminés le 15 septembre. Lorsque Cassini était le plus proche de Saturne au cours de chaque orbite, la vitesse du vaisseau spatial variait entre 75 000 et 78 000 miles par heure (121 000 et 126 000 kilomètres par heure), selon l'orbite.

    Le baiser d'adieu

    Cassini s'est trouvé à moins de 120 000 kilomètres de la lune géante de Saturne Titan, dont la gravité a légèrement modifié la trajectoire du vaisseau spatial, garantissant que le prochain transit de Cassini dans l'atmosphère de Saturne sera trop profond pour que le vaisseau spatial survive.

    Apoapse

    Cassini est au point de son orbite elliptique le plus éloigné de Saturne. Le vaisseau spatial ne sera plus jamais aussi loin de la planète. À partir de là, Cassini ne se rapproche que de Saturne et accélère pendant environ trois jours jusqu'à ce qu'il pénètre dans l'atmosphère de Saturne.

    Liaison descendante finale

    Cassini se tourne vers la Terre et transmet tout sur ses enregistreurs de données. En raison de la rotation de la Terre, cette liaison descendante de 11 heures commence par la station d'antenne du NASA Deep Space Network (ou DSN) en Californie, qui transfère ensuite la réception à une station en Australie.

    À partir de ce point, le vaisseau spatial conserve cette orientation – son antenne pointée vers la Terre – pendant les 14,5 heures restantes de la mission.

    Mise sous tension pour le plongeon final

    Tout au long de la mission, Cassini s'est principalement appuyé sur ses roues de réaction pour ajuster finement son orientation, en particulier lors des observations scientifiques.

    Mais à partir de maintenant et jusqu'à la fin de la mission, le vaisseau spatial n'utilisera que des propulseurs car leur puissance est nécessaire pour lutter contre la poussée de l'atmosphère de Saturne. Après 20 ans, les roues de réaction se retirent.

    Le transfert final

    Dès que la Terre tourne suffisamment pour que la station de la DSN en Australie détecte le signal de Cassini, cette station commence à redescendre les données du vaisseau spatial. La station en Californie continue de recevoir de sorte que les données chevauchent celles reçues en Australie. Environ 20 minutes plus tard, la rotation de la Terre met Saturne hors de vue des antennes californiennes et la station australienne reçoit à elle seule le signal de Cassini.

    La liaison descendante en temps réel est lancée

    À partir de là, le but de Cassini est de transmettre toutes les données possibles avant que le vaisseau spatial ne soit détruit. En règle générale, Cassini conserve les données scientifiques pendant des heures ou des jours après leur enregistrement, mais le vaisseau spatial manque de temps. Ainsi, Cassini transmet désormais les données quelques secondes seulement après les avoir enregistrées.

    Plus le vaisseau spatial descend dans l'atmosphère de Saturne, plus les données scientifiques sont précieuses. Cassini n'aura pas une seconde chance d'envoyer ces données uniques sur Terre.

    15 septembre, 3 h 30 h 50 HAP

    L'entrée dans l'atmosphère commence

    Cassini parcourt environ 77 000 miles (123 000 kilomètres) à l'heure lorsqu'il pénètre dans la haute atmosphère de Saturne. Les propulseurs de contrôle d'attitude tirent à 10 % de leur capacité, et le vaisseau spatial est à environ 1 200 milles (1 900 kilomètres) au-dessus du sommet des nuages ​​de Saturne.

    15 septembre à 3 h 31 min 48 s HAP

    Propulseurs au maximum

    Les propulseurs de contrôle d'attitude maintenant l'antenne du vaisseau spatial pointée vers la Terre tirent à 100 % de leur capacité. Le vaisseau spatial échantillonne directement l'atmosphère de Saturne à environ 190 miles (300 kilomètres) plus profondément dans Saturne que sur n'importe laquelle de ses orbites précédentes. Les molécules de l'atmosphère de Saturne ne peuvent pas s'écarter assez rapidement du chemin de Cassini, de sorte que leur chaleur commence à s'accumuler sur les surfaces orientées vers l'avant du vaisseau spatial. Cassini commence à se réchauffer.

    15 septembre, 3 h 32 HAP

    Perte de signal

    À environ 1 500 kilomètres au-dessus du sommet des nuages, les propulseurs de contrôle d'attitude qui luttent pour maintenir Cassini stable ne peuvent pas gagner contre l'atmosphère de plus en plus dense. Cassini commence à dégringoler lentement et perd définitivement le contact avec la Terre.

    Les derniers morceaux du signal final de Cassini n'atteindront pas la Terre avant près d'une heure et demie, en raison du temps de trajet de son signal radio à la vitesse de la lumière. Techniquement, sa mission est désormais terminée.

    « Les propulseurs du système de contrôle de réaction sont à 100 %. Une minute avant cela, c'était 10 % — la densité atmosphérique augmente d'environ un ordre de grandeur par minute.

    Les ingénieurs de la mission ont utilisé des modèles informatiques pour prédire ce qui se passera après la perte de signal. Bien qu'ils sachent ce que deviendra finalement le vaisseau spatial, il est difficile d'être absolument certain du moment et de la chronologie de certains des événements. Cela dit, voici ce qu'ils prédisent :

    Le vaisseau spatial traverse l'atmosphère de Saturne à quatre fois la vitesse d'un véhicule de rentrée entrant dans l'atmosphère terrestre, et Cassini n'a pas de bouclier thermique. Ainsi, les températures autour du vaisseau spatial augmenteront de 30 à 100 fois par minute, et chaque composant du vaisseau spatial se désintégrera au cours des prochaines minutes…

    Le vaisseau spatial parcourt maintenant environ 77 200 miles (144 200 kilomètres) par heure à travers la haute atmosphère de Saturne, à environ 700 miles (1 100 kilomètres) au-dessus du sommet des nuages ​​de Saturne. Dans d'autres circonstances, les gyroscopes, les suiveurs d'étoiles et les tirs excessifs des propulseurs de Cassini inciteraient les ordinateurs à commencer une série d'actions qui conduiraient éventuellement à un mode d'attente de précaution connu sous le nom de "mode sans échec".

    Selon sa programmation, les ordinateurs du vaisseau spatial commanderaient généralement à tous les instruments scientifiques et autres systèmes non essentiels de s'arrêter afin que toute la puissance disponible puisse se concentrer sur le rétablissement de la communication avec la Terre. Cassini tenterait alors d'arrêter la chute à l'aide de ses propulseurs, de trouver le Soleil avec ses détecteurs solaires, de centrer son antenne sur le Soleil, d'utiliser ses suiveurs d'étoiles pour ajuster son orientation pour pointer vers la Terre et de radio à la maison. Mais à ce moment-là, l'ordinateur du vaisseau spatial aura probablement surchauffé, provoquant son échec.

    Les couvertures isolantes multicouches de couleur or de Cassini se carboniseront et se briseront, puis les structures époxy en fibre de carbone du vaisseau spatial, telles que l'antenne à gain élevé de 11 pieds (3 mètres) de large et les 30 pieds (11 mètres) longue flèche du magnétomètre, s'affaiblira et se brisera. Les composants montés à l'extérieur du corps central de l'engin spatial se briseront alors, suivis de la face avant de l'engin spatial lui-même.

    Les températures autour de ce qui reste du vaisseau spatial dépassent finalement celles à la surface du Soleil. L'échauffement et la dilatation des gaz à l'intérieur des réservoirs de propergol peuvent les faire exploser. Les réservoirs constituent le corps central de l'engin spatial, donc leur rupture ferait exploser ce qui reste de l'engin spatial. Les débris sont alors complètement consommés dans l'atmosphère de la planète. Les matériaux de Cassini s'enfonceront profondément dans Saturne et se mélangeront à l'atmosphère chaude et à haute pression de la planète géante pour être complètement dilués.


    Contenu

    Premières observations Modifier

    Avant l'avènement de la photographie télescopique, huit lunes de Saturne ont été découvertes par observation directe à l'aide de télescopes optiques. La plus grande lune de Saturne, Titan, a été découverte en 1655 par Christiaan Huygens à l'aide d'un objectif de 57 millimètres (2,2 pouces) [12] sur un télescope réfracteur de sa propre conception. [13] Téthys, Dione, Rhéa et Iapetus (la "Sidera Lodoicea") ont été découverts entre 1671 et 1684 par Giovanni Domenico Cassini. [14] Mimas et Encelade ont été découverts en 1789 par William Herschel. [14] Hypérion a été découvert en 1848 par W.C. Bond, généraliste Bond [15] et William Lassell. [16]

    L'utilisation de plaques photographiques à longue exposition a permis la découverte de lunes supplémentaires. La première à être découverte de cette manière, Phoebe, a été trouvée en 1899 par W.H. Pickering. [17] En 1966, le dixième satellite de Saturne a été découvert par Audouin Dollfus, lorsque les anneaux ont été observés par la tranche près d'un équinoxe. [18] Il a été nommé plus tard Janus. Quelques années plus tard, on s'est rendu compte que toutes les observations de 1966 ne pouvaient s'expliquer que si un autre satellite avait été présent et qu'il avait une orbite similaire à celle de Janus. [18] Cet objet est maintenant connu sous le nom d'Épiméthée, la onzième lune de Saturne. Il partage la même orbite avec Janus, le seul exemple connu de co-orbitales dans le système solaire. [19] En 1980, trois lunes saturniennes supplémentaires ont été découvertes depuis le sol et confirmées plus tard par le Voyageur sondes. Ce sont les lunes troyennes de Dione (Hélène) et de Téthys (Telesto et Calypso). [19]

    Observations par engin spatial Modifier

    L'étude des planètes extérieures a depuis été révolutionnée par l'utilisation de sondes spatiales sans pilote. L'arrivée du Voyageur le vaisseau spatial à Saturne en 1980-1981 a abouti à la découverte de trois lunes supplémentaires - Atlas, Prométhée et Pandora, portant le total à 17. [19] De plus, Epiméthée a été confirmé comme distinct de Janus. En 1990, Pan a été découvert dans les archives Voyageur images. [19]

    Les Cassini La mission [20] qui est arrivée à Saturne à l'été 2004, a d'abord découvert trois petites lunes intérieures dont Methone et Pallene entre Mimas et Encelade ainsi que la deuxième lune troyenne de Dione – Polydeuces. Il a également observé trois lunes suspectées mais non confirmées dans l'anneau F. [21] En novembre 2004, les scientifiques de Cassini ont annoncé que la structure des anneaux de Saturne indique la présence de plusieurs autres lunes en orbite à l'intérieur des anneaux, bien qu'une seule, Daphnis, ait été visuellement confirmée à l'époque. [22] En 2007, Anthe a été annoncée. [23] En 2008, il a été signalé que Cassini les observations d'un épuisement des électrons énergétiques dans la magnétosphère de Saturne près de Rhéa pourraient être la signature d'un système d'anneaux ténu autour de la deuxième plus grande lune de Saturne. [24] En mars 2009, Aegaeon, une lune au sein de l'Anneau G, a été annoncée. [25] En juillet de la même année, S/2009 S 1, la première lune au sein de l'anneau B, a été observée. [4] En avril 2014, le début possible d'une nouvelle lune, au sein de l'anneau A, a été signalé. [26] (image associée)

    Lunes extérieures Modifier

    L'étude des lunes de Saturne a également été facilitée par les progrès de l'instrumentation des télescopes, principalement l'introduction de dispositifs numériques à couplage de charge qui ont remplacé les plaques photographiques. Pendant tout le 20e siècle, Phoebe était seule parmi les lunes connues de Saturne avec son orbite très irrégulière. À partir de 2000, cependant, trois douzaines de lunes irrégulières supplémentaires ont été découvertes à l'aide de télescopes au sol. [27] Une enquête commencée à la fin de 2000 et menée à l'aide de trois télescopes de taille moyenne a trouvé treize nouvelles lunes en orbite autour de Saturne à une grande distance, sur des orbites excentriques, qui sont fortement inclinées à la fois vers l'équateur de Saturne et l'écliptique. [28] Ce sont probablement des fragments de corps plus grands capturés par l'attraction gravitationnelle de Saturne. [27] [28] En 2005, les astronomes utilisant l'observatoire du Mauna Kea ont annoncé la découverte de douze autres petites lunes extérieures, [29] [30] en 2006, les astronomes utilisant le télescope Subaru de 8,2 m ont signalé la découverte de neuf autres lunes irrégulières, [31] en avril 2007, Tarqeq (S/2007 S 1) a été annoncé et en mai de la même année S/2007 S 2 et S/2007 S 3 ont été signalés. [32] En 2019, vingt nouveaux satellites irréguliers de Saturne ont été signalés, ce qui a permis à Saturne de dépasser Jupiter en tant que planète avec les lunes les plus connues pour la première fois depuis 2000. [11] [33]

    Certains des 82 satellites connus de Saturne sont considérés comme perdus car ils n'ont pas été observés depuis leur découverte et, par conséquent, leurs orbites ne sont pas suffisamment connues pour localiser leur emplacement actuel. [34] [35] Des travaux ont été effectués pour récupérer nombre d'entre eux dans les enquêtes à partir de 2009, mais cinq – S/2004 S 13, S/2004 S 17, S/2004 S 12, S/2004 S 7 et S /2007 S 3 – restent encore perdus aujourd'hui. [33]

    Nommer Modifier

    Les noms modernes des lunes saturniennes ont été suggérés par John Herschel en 1847. [14] Il a proposé de les nommer d'après des figures mythologiques associées au titan romain du temps, Saturne (équivalent au grec Cronos). [14] En particulier, les sept satellites alors connus ont été nommés d'après les Titans, les Titanesses et les Géants—frères et sœurs de Cronos. [17] En 1848, Lassell a proposé que le huitième satellite de Saturne soit nommé Hyperion d'après un autre Titan. [16] Quand au 20ème siècle les noms de Titans ont été épuisés, les lunes ont été nommées d'après différents personnages de la mythologie gréco-romaine ou des géants d'autres mythologies. [36] Toutes les lunes irrégulières (sauf Phoebe) sont nommées d'après les dieux inuits et gaulois et d'après les géants de glace nordiques. [37]

    Certains astéroïdes portent le même nom que les lunes de Saturne : 55 Pandora, 106 Dione, 577 Rhea, 1809 Prometheus, 1810 Epimetheus et 4450 Pan. En outre, deux autres astéroïdes partageaient auparavant les noms de lunes saturniennes jusqu'à ce que les différences d'orthographe soient rendues permanentes par l'Union astronomique internationale (IAU): Calypso et l'astéroïde 53 Kalypso et Helene et l'astéroïde 101 Helena.

    Le système satellitaire de Saturne est très déséquilibré : une lune, Titan, représente plus de 96 % de la masse en orbite autour de la planète. Les six autres lunes planes (ellipsoïdales) constituent environ 4 % de la masse, et les 75 petites lunes restantes, ainsi que les anneaux, ne représentent que 0,04 %. [une]

    Les principaux satellites de Saturne comparés à la Lune
    Nom
    Diamètre
    (km) [38]
    Masse
    (kg) [39]
    Rayon orbital
    (km) [40]
    Période orbitale
    (jours) [40]
    Mimas 396
    (12% Lune)
    4×10 19
    (0,05% Lune)
    185,539
    (48% Lune)
    0.9
    (3% Lune)
    Encelade 504
    (14% Lune)
    1.1×10 20
    (0,2% Lune)
    237,948
    (62% Lune)
    1.4
    (5% Lune)
    Téthys 1,062
    (30% Lune)
    6.2×10 20
    (0,8% Lune)
    294,619
    (77% Lune)
    1.9
    (7% Lune)
    Dioné 1,123
    (32% Lune)
    1.1×10 21
    (1,5% Lune)
    377,396
    (98% Lune)
    2.7
    (10% Lune)
    Rhéa 1,527
    (44% Lune)
    2.3×10 21
    (3% Lune)
    527,108
    (137% Lune)
    4.5
    (20% Lune)
    Titan 5,149
    (148% Lune)
    (75% Mars)
    1.35×10 23
    (180% Lune)
    1,221,870
    (318% Lune)
    16
    (60% Lune)
    Japet 1,470
    (42% Lune)
    1.8×10 21
    (2,5% Lune)
    3,560,820
    (926% Lune)
    79
    (290% Lune)

    Bien que les limites puissent être quelque peu vagues, les lunes de Saturne peuvent être divisées en dix groupes en fonction de leurs caractéristiques orbitales. Beaucoup d'entre eux, comme Pan et Daphnis, orbitent dans le système d'anneaux de Saturne et ont des périodes orbitales légèrement plus longues que la période de rotation de la planète. [41] Les lunes les plus intérieures et les satellites les plus réguliers ont tous des inclinaisons orbitales moyennes allant de moins d'un degré à environ 1,5 degrés (sauf Japet, qui a une inclinaison de 7,57 degrés) et de petites excentricités orbitales. [33] D'autre part, les satellites irréguliers des régions les plus éloignées du système lunaire de Saturne, en particulier le groupe nordique, ont des rayons orbitaux de millions de kilomètres et des périodes orbitales de plusieurs années. Les lunes du groupe nordique orbitent également dans la direction opposée à la rotation de Saturne. [37]

    Anneau de lunes Modifier

    Fin juillet 2009, une petite lune, S/2009 S 1, a été découverte dans l'anneau B, à 480 km du bord extérieur de l'anneau, par l'ombre qu'elle projetait. [4] Son diamètre est estimé à 300 m. Contrairement aux lunes de l'anneau A (voir ci-dessous), il n'induit pas de caractéristique « d'hélice », probablement en raison de la densité de l'anneau B. [42]

    En 2006, quatre minuscules lunes ont été trouvées dans Cassini images de l'anneau A. [43] Avant cette découverte, seules deux plus grandes lunes étaient connues dans les lacunes de l'Anneau A : Pan et Daphnis.Celles-ci sont suffisamment grandes pour dégager des espaces continus dans l'anneau. [43] En revanche, un moonlet n'est assez massif que pour dégager deux petits espaces d'environ 10 km de diamètre à proximité immédiate du moonlet lui-même, créant une structure en forme d'hélice d'avion. [44] Les lunes elles-mêmes sont minuscules, allant d'environ 40 à 500 mètres de diamètre, et sont trop petites pour être vues directement. [9]

    En 2007, la découverte de 150 autres satellites a révélé qu'ils (à l'exception de deux qui ont été vus en dehors de l'espace Encke) sont confinés à trois bandes étroites de l'anneau A entre 126 750 et 132 000 km du centre de Saturne. Chaque bande mesure environ mille kilomètres de large, soit moins de 1 % de la largeur des anneaux de Saturne. [9] Cette région est relativement exempte des perturbations causées par les résonances avec des satellites plus gros, [9] bien que d'autres zones de l'Anneau A sans perturbations soient apparemment exemptes de petites lunes. Les lunes se sont probablement formées à partir de la rupture d'un satellite plus gros. [44] On estime que l'anneau A contient 7 000 à 8 000 hélices de plus de 0,8 km et des millions de plus de 0,25 km. [9] En avril 2014, des scientifiques de la NASA ont signalé la consolidation possible d'une nouvelle lune dans l'anneau A, ce qui implique que les lunes actuelles de Saturne pourraient s'être formées dans un processus similaire dans le passé lorsque le système d'anneaux de Saturne était beaucoup plus massif. [26]

    Des moonlets similaires peuvent résider dans l'anneau F. [9] Là, des "jets" de matière peuvent être dus à des collisions, initiées par des perturbations de la petite lune voisine Prométhée, de ces lunes avec le noyau de l'anneau F. L'une des plus grandes lunes de l'anneau F peut être l'objet non encore confirmé S/2004 S 6. L'anneau F contient également des "éventails" transitoires qui résulteraient de lunes encore plus petites, d'environ 1 km de diamètre, en orbite près du F Noyau annulaire. [45]

    L'une des lunes récemment découvertes, Aegaeon, réside dans l'arc lumineux de G Ring et est piégée dans la résonance de mouvement moyen 7:6 avec Mimas. [25] Cela signifie qu'il fait exactement sept révolutions autour de Saturne alors que Mimas en fait exactement six. La lune est la plus grande parmi la population de corps qui sont des sources de poussière dans cet anneau. [46]

    Anneau de bergers Modifier

    Les satellites Shepherd sont de petites lunes qui orbitent à l'intérieur ou juste au-delà du système d'anneaux d'une planète. Ils ont pour effet de sculpter les anneaux : de leur donner des arêtes vives, et de créer des écarts entre eux. Les lunes de berger de Saturne sont Pan (espace Encke), Daphnis (espace Keeler), Atlas (anneau A), Prométhée (anneau F) et Pandora (anneau F). [21] [25] Ces lunes ainsi que les co-orbitales (voir ci-dessous) se sont probablement formées à la suite de l'accrétion du matériau de l'anneau friable sur des noyaux plus denses préexistants. Les noyaux avec des tailles allant d'un tiers à la moitié des lunes actuelles peuvent être eux-mêmes des fragments de collision formés lorsqu'un satellite parental des anneaux s'est désintégré. [41]

    Co-orbitales Modifier

    Janus et Epiméthée sont appelés lunes co-orbitales. [19] Ils sont de taille à peu près égale, Janus étant légèrement plus grand qu'Épiméthée. [41] Janus et Epimetheus ont des orbites avec seulement quelques kilomètres de différence dans le demi-grand axe, assez proches pour qu'ils entrent en collision s'ils tentaient de se croiser. Au lieu d'entrer en collision, cependant, leur interaction gravitationnelle les amène à changer d'orbite tous les quatre ans. [47]

    Grandes lunes intérieures Modifier

    Les grandes lunes les plus internes de Saturne orbitent dans son anneau E ténu, ainsi que trois plus petites lunes du groupe des Alkyonides.

      est la plus petite et la moins massive des lunes rondes intérieures, [39] bien que sa masse soit suffisante pour modifier l'orbite de Methone. [47] Il est sensiblement de forme ovoïde, ayant été raccourci aux pôles et plus long à l'équateur (d'environ 20 km) par les effets de la gravité de Saturne. [48] ​​Mimas a un grand cratère d'impact d'un tiers de son diamètre, Herschel, situé sur son hémisphère principal. [49] Mimas n'a aucune activité géologique passée ou présente connue et sa surface est dominée par des cratères d'impact. Les seules caractéristiques tectoniques connues sont quelques creux arqués et linéaires, qui se sont probablement formés lorsque Mimas a été brisé par l'impact Herschel. [49] est l'une des plus petites lunes de Saturne de forme sphérique - seule Mimas est plus petite [48] - mais c'est la seule petite lune saturnienne actuellement active de manière endogène, et le plus petit corps connu du système solaire qui soit géologiquement actif aujourd'hui. [50] Sa surface est morphologiquement diversifiée, elle comprend un ancien terrain fortement cratérisé ainsi que des zones lisses plus jeunes avec peu de cratères d'impact. De nombreuses plaines d'Encelade sont fracturées et coupées par des systèmes de linéaments. [50] La zone autour de son pôle sud a été découverte par Cassini d'être exceptionnellement chaud et coupé par un système de fractures d'environ 130 km de long appelées "tiger stripes", dont certaines émettent des jets de vapeur d'eau et de poussière. [50] Ces jets forment un grand panache au large de son pôle sud, qui reconstitue l'anneau E de Saturne [50] et sert de principale source d'ions dans la magnétosphère de Saturne. [51] Le gaz et les poussières sont libérés avec un taux de plus de 100 kg/s. Encelade peut avoir de l'eau liquide sous la surface polaire sud. [50] On pense que la source de l'énergie pour ce cryovolcanisme est une résonance de mouvement moyen 2:1 avec Dione. [50] La glace pure à la surface fait d'Encelade l'un des objets connus les plus brillants du système solaire – son albédo géométrique est supérieur à 140 %. [50] est la troisième plus grande des lunes intérieures de Saturne. [39] Ses caractéristiques les plus importantes sont un grand cratère d'impact (de 400 km de diamètre) nommé Ulysse sur son hémisphère principal et un vaste système de canyons nommé Ithaca Chasma s'étendant sur au moins 270° autour de Téthys. [49] L'Ithaca Chasma est concentrique avec Ulysse et ces deux caractéristiques peuvent être liées. Téthys semble n'avoir aucune activité géologique actuelle. Un terrain vallonné fortement cratérisé occupe la majorité de sa surface, tandis qu'une région de plaines plus petite et plus lisse se trouve sur l'hémisphère opposé à celui d'Ulysse. [49] Les plaines contiennent moins de cratères et sont apparemment plus jeunes. Une frontière nette les sépare du terrain cratérisé. Il existe également un système de creux d'extension rayonnant loin d'Ulysse. [49] La densité de la Téthys (0,985 g/cm 3 ) est inférieure à celle de l'eau, indiquant qu'elle est constituée principalement de glace d'eau avec seulement une petite fraction de roche. [38] est la deuxième plus grande lune intérieure de Saturne. Elle a une densité plus élevée que la Rhéa géologiquement morte, la plus grande lune intérieure, mais inférieure à celle d'Encelade active. [48] ​​Alors que la majorité de la surface de Dione est un ancien terrain fortement cratérisé, cette lune est également couverte d'un vaste réseau de creux et de linéaments, indiquant que dans le passé elle avait une activité tectonique globale. [52] Les creux et les linéaments sont particulièrement importants sur l'hémisphère arrière, où plusieurs ensembles de fractures qui se croisent forment ce qu'on appelle un "terrain vaporeux". [52] Les plaines cratérisées ont quelques grands cratères d'impact atteignant 250 km de diamètre. [49] Des plaines lisses avec un faible nombre de cratères d'impact sont également présentes sur une petite fraction de sa surface. [53] Ils ont probablement refait surface tectoniquement relativement plus tard dans l'histoire géologique de Dione. À deux endroits dans des plaines lisses, des reliefs étranges (dépressions) ressemblant à des cratères d'impact oblongs ont été identifiés, tous deux situés au centre de réseaux rayonnants de fissures et de creux [53], ces caractéristiques peuvent être d'origine cryovolcanique. Dione peut être géologiquement actif même maintenant, bien qu'à une échelle beaucoup plus petite que le cryovolcanisme d'Encelade. Cela découle des mesures magnétiques de Cassini qui montrent que Dione est une source nette de plasma dans la magnétosphère de Saturne, un peu comme Encelade. [53]

    Alkyonides Modifier

    Trois petites lunes orbitent entre Mimas et Encelade : Methone, Anthe et Pallene. Nommées d'après les Alkyonides de la mythologie grecque, elles font partie des plus petites lunes du système de Saturne. Anthe et Methone ont des arcs d'anneaux très faibles le long de leurs orbites, tandis que Pallene a un anneau complet faible. [54] De ces trois lunes, seule Methone a été photographiée de près, ce qui montre qu'elle est en forme d'œuf avec très peu ou pas de cratères. [55]

    Lunes de Troie Modifier

    Les lunes de Troie sont une caractéristique unique connue uniquement du système saturnien. Un corps de Troie orbite soit au premier L4 ou L de fuite5 Point de Lagrange d'un objet beaucoup plus gros, comme une grosse lune ou une planète. Téthys a deux lunes de Troie, Telesto (en tête) et Calypso (en queue), et Dione en a également deux, Hélène (en tête) et Polydeuces (en queue). [21] Hélène est de loin la plus grande lune troyenne, [48] tandis que Polydeuces est la plus petite et a l'orbite la plus chaotique. [47] Ces lunes sont recouvertes d'un matériau poussiéreux qui a lissé leurs surfaces. [56]

    Grandes lunes extérieures Modifier

    Ces lunes orbitent toutes au-delà de l'anneau E. Elles sont:

      est la deuxième plus grande lune de Saturne. [48] ​​En 2005 Cassini détecté un épuisement des électrons dans le sillage du plasma de Rhéa, qui se forme lorsque le plasma co-rotatif de la magnétosphère de Saturne est absorbé par la lune. [24] L'épuisement a été supposé être causé par la présence de particules de la taille de la poussière concentrées dans quelques anneaux équatoriaux faibles. [24] Un tel système d'anneaux ferait de Rhéa la seule lune du système solaire connue pour avoir des anneaux. [24] Cependant, des observations ciblées ultérieures du plan de l'anneau putatif sous plusieurs angles par Cassini'La caméra à angle étroit n'a révélé aucune preuve du matériau de l'anneau attendu, laissant l'origine des observations de plasma non résolue. [57] Sinon, Rhea a plutôt une surface typique fortement cratérisée, [49] à l'exception de quelques grandes fractures de type Dione (terrain vaporeux) sur l'hémisphère arrière [58] et une très faible "ligne" de matériau à l'équateur qui peuvent avoir été déposés par la désorbitation de matériaux des anneaux présents ou antérieurs. [59] Rhéa possède également deux très grands bassins d'impact sur son hémisphère anti-saturne, d'environ 400 et 500 km de diamètre. [58] Le premier, Tirawa, est à peu près comparable au bassin d'Ulysse sur la Téthys. [49] Il y a aussi un cratère d'impact de 48 km de diamètre appelé Inktomi[60][b] à 112°W qui est proéminent en raison d'un système étendu de rayons lumineux, [61] qui peut être l'un des plus jeunes cratères sur le lunes intérieures de Saturne. [58] Aucune preuve d'activité endogène n'a été découverte à la surface de Rhea. [58] , avec un diamètre de 5 149 km, est la deuxième plus grande lune du système solaire et la plus grande de Saturne. [62][39] De toutes les grandes lunes, Titan est la seule avec une atmosphère dense (pression de surface de 1,5 atm) et froide, principalement constituée d'azote avec une petite fraction de méthane. [63] L'atmosphère dense produit fréquemment des nuages ​​​​convectifs blancs brillants, surtout au-dessus de la région du pôle sud. [63] Le 6 juin 2013, des scientifiques de l'IAA-CSIC ont signalé la détection d'hydrocarbures aromatiques polycycliques dans la haute atmosphère de Titan. [64] Le 23 juin 2014, la NASA a affirmé avoir des preuves solides que l'azote dans l'atmosphère de Titan provenait des matériaux du nuage d'Oort, associés aux comètes, et non des matériaux qui ont formé Saturne à une époque antérieure. [65] La surface de Titan, difficile à observer en raison de la brume atmosphérique persistante, ne montre que quelques cratères d'impact et est probablement très jeune. [63] Il contient un motif de régions claires et sombres, de canaux d'écoulement et éventuellement de cryovolcans. [63][66] Certaines régions sombres sont couvertes de champs de dunes longitudinaux façonnés par les vents de marée, où le sable est constitué d'eau gelée ou d'hydrocarbures. [67] Titan est le seul corps du système solaire à côté de la Terre avec des corps liquides à sa surface, sous la forme de lacs méthane-éthane dans les régions polaires nord et sud de Titan. [68] Le plus grand lac, Kraken Mare, est plus grand que la mer Caspienne. [69] Comme Europe et Ganymède, on pense que Titan a un océan souterrain fait d'eau mélangée à de l'ammoniac, qui peut éclater à la surface de la lune et conduire au cryovolcanisme. [66] Le 2 juillet 2014, la NASA a signalé que l'océan à l'intérieur de Titan pourrait être « aussi salé que la mer Morte de la Terre ». [70][71] est le plus proche voisin de Titan dans le système de Saturne. Les deux lunes sont verrouillées dans une résonance de mouvement moyen 4:3, ce qui signifie que tandis que Titan fait quatre révolutions autour de Saturne, Hyperion en fait exactement trois. [39] Avec un diamètre moyen d'environ 270 km, Hyperion est plus petit et plus léger que Mimas. [72] Il a une forme extrêmement irrégulière et une surface glacée de couleur beige très étrange ressemblant à une éponge, bien que son intérieur puisse également être partiellement poreux. [72] La densité moyenne d'environ 0,55 g/cm 3 [72] indique que la porosité dépasse 40 % même en supposant qu'elle a une composition purement glacée. La surface d'Hypérion est couverte de nombreux cratères d'impact - ceux d'un diamètre de 2 à 10 km sont particulièrement abondants. [72] C'est la seule lune en dehors des petites lunes de Pluton connue pour avoir une rotation chaotique, ce qui signifie qu'Hypérion n'a pas de pôles ou d'équateur bien définis. Alors que sur des échelles de temps courtes, le satellite tourne approximativement autour de son axe long à une vitesse de 72 à 75° par jour, sur des échelles de temps plus longues, son axe de rotation (vecteur de rotation) erre de manière chaotique dans le ciel. [72] Cela rend le comportement de rotation d'Hypérion essentiellement imprévisible. [73] est la troisième plus grande lune de Saturne. [48] ​​Orbitant autour de la planète à 3,5 millions de km, c'est de loin la plus éloignée des grandes lunes de Saturne, et a aussi la plus grande inclinaison orbitale, à 15,47°. [40] Japet est connu depuis longtemps pour sa surface bicolore inhabituelle, son hémisphère principal est d'un noir absolu et son hémisphère arrière est presque aussi brillant que la neige fraîche. [74]Cassini les images ont montré que la matière sombre est confinée à une grande zone proche de l'équateur sur l'hémisphère principal appelé Cassini Regio, qui s'étend approximativement de 40°N à 40°S. [74] Les régions polaires de Japet sont aussi brillantes que son hémisphère arrière. Cassini a également découvert une crête équatoriale de 20 km de haut, qui s'étend sur presque tout l'équateur de la lune. [74] Sinon, les surfaces sombres et lumineuses de Japet sont vieilles et fortement cratérisées. Les images ont révélé au moins quatre grands bassins d'impact avec des diamètres de 380 à 550 km et de nombreux cratères d'impact plus petits. [74] Aucune preuve d'activité endogène n'a été découverte. [74] Un indice sur l'origine du matériau sombre recouvrant une partie de la surface fortement dichromatique de Japet a peut-être été trouvé en 2009, lorsque le télescope spatial Spitzer de la NASA a découvert un vaste disque presque invisible autour de Saturne, juste à l'intérieur de l'orbite de la lune Phoebe - la bague Phoebe. [75] Les scientifiques pensent que le disque provient de particules de poussière et de glace soulevées par les impacts sur Phoebe. Parce que les particules du disque, comme Phoebe elle-même, orbitent dans la direction opposée à Japet, Japet entre en collision avec elles alors qu'elles dérivent dans la direction de Saturne, assombrissant légèrement son hémisphère principal. [75] Une fois qu'une différence d'albédo, et donc de température moyenne, a été établie entre différentes régions de Japet, un processus d'emballement thermique de sublimation de glace d'eau à partir de régions plus chaudes et de dépôt de vapeur d'eau sur des régions plus froides s'en est suivi. L'aspect bicolore actuel de Japet résulte du contraste entre les zones brillantes, principalement recouvertes de glace, et les régions de décalage sombre, le résidu laissé après la perte de glace de surface. [76][77]

    Lunes irrégulières Modifier

    Les lunes irrégulières sont de petits satellites avec des orbites à grand rayon, inclinées et fréquemment rétrogrades, qui auraient été acquises par la planète mère grâce à un processus de capture. Ils se présentent souvent sous forme de familles ou de groupes de collision. [27] La ​​taille précise ainsi que l'albédo des lunes irrégulières ne sont pas connus avec certitude car les lunes sont très petites pour être résolues par un télescope, bien que ce dernier soit généralement supposé être assez faible - environ 6% (albédo de Phoebe ) ou moins. [28] Les irréguliers ont généralement des spectres visibles et proches infrarouges sans particularité dominés par des bandes d'absorption d'eau. [27] Ils sont de couleur neutre ou modérément rouge, semblable aux astéroïdes de type C, P ou D, [37] bien qu'ils soient beaucoup moins rouges que les objets de la ceinture de Kuiper. [27] [c]

    Groupe inuit Modifier

    Le groupe inuit comprend sept lunes externes progrades qui sont suffisamment similaires dans leurs distances de la planète (186 à 297 rayons de Saturne), leurs inclinaisons orbitales (45 à 50°) et leurs couleurs pour qu'elles puissent être considérées comme un groupe. [28] [37] Les lunes sont Ijiraq, Kiviuq, Paaliaq, Siarnaq et Tarqeq, [37] avec deux lunes sans nom S/2004 S 29 et S/2004 S 31. La plus grande d'entre elles est Siarnaq avec une taille estimée d'environ 40 km.

    Groupe gaulois Modifier

    Le groupe gaulois est composé de quatre lunes externes progrades suffisamment similaires par leur distance de la planète (207-302 rayons de Saturne), leur inclinaison orbitale (35-40°) et leur couleur pour qu'elles puissent être considérées comme un groupe. [28] [37] Ce sont Albiorix, Bebhionn, Erriapus et Tarvos. [37] La ​​plus grande de ces lunes est Albiorix avec une taille estimée à environ 32 km. Il existe un satellite supplémentaire S/2004 S 24 qui pourrait appartenir à ce groupe, mais davantage d'observations sont nécessaires pour confirmer ou infirmer sa catégorisation. S/2004 S 24 a l'orbite prograde la plus éloignée des satellites connus de Saturne.

    Groupe nordique Modifier

    Le groupe nordique (ou Phoebe) se compose de 46 lunes extérieures rétrogrades. [28] [37] Ce sont Aegir, Bergelmir, Bestla, Farbauti, Fenrir, Fornjot, Greip, Hati, Hyrrokkin, Jarnsaxa, Kari, Loge, Mundilfari, Narvi, Phoebe, Skathi, Skoll, Surtur, Suttungr, Thrymr, Ymir, [37] et vingt-cinq satellites sans nom. Après Phoebe, Ymir est la plus grande des lunes irrégulières rétrogrades connues, avec un diamètre estimé à seulement 18 km. Le groupe nordique peut lui-même se composer de plusieurs sous-groupes plus petits. [37]

      , à 213 ± 1,4 km de diamètre, est de loin le plus gros des satellites irréguliers de Saturne. [27] Il a une orbite rétrograde et tourne sur son axe toutes les 9,3 heures. [78] Phoebe a été la première lune de Saturne à être étudiée en détail par Cassini, en juin 2004 lors de cette rencontre Cassini a pu cartographier près de 90 % de la surface de la lune. Phoebe a une forme presque sphérique et une densité relativement élevée d'environ 1,6 g/cm 3 . [27]Cassini les images ont révélé une surface sombre marquée par de nombreux impacts - il y a environ 130 cratères d'un diamètre supérieur à 10 km.Des mesures spectroscopiques ont montré que la surface est constituée de glace d'eau, de dioxyde de carbone, de phyllosilicates, de matières organiques et peut-être de minéraux contenant du fer. [27] Phoebe serait un centaure capturé originaire de la ceinture de Kuiper. [27] Il sert également de source de matériel pour le plus grand anneau connu de Saturne, qui assombrit l'hémisphère principal de Japet (voir ci-dessus). [75]

    Lunes confirmées Modifier

    Les lunes saturniennes sont répertoriées ici par période orbitale (ou demi-grand axe), de la plus courte à la plus longue. Les lunes suffisamment massives pour que leurs surfaces se soient effondrées en un sphéroïde sont surlignées en gras, tandis que les lunes irrégulières sont répertoriées en arrière-plan rouge, orange et gris. Les orbites et les distances moyennes des lunes irrégulières sont fortement variables sur de courtes échelles de temps en raison de fréquentes perturbations planétaires et solaires, [79] donc les époques des orbites de toutes les lunes irrégulières sont basées sur la même date julienne de 2459200,5, soit le 17 décembre 2020. [ 80]

    Lunes non confirmées Modifier

    Les objets suivants (observés par Cassini) n'ont pas été confirmés comme des corps solides. Il n'est pas encore clair s'il s'agit de vrais satellites ou simplement d'amas persistants au sein de l'anneau F. [21]

    Nom Image Diamètre (km) Semi-majeure
    axe (km) [47]
    Orbital
    période (d) [47]
    Position Année découverte Statut
    S/2004 S 3 et S 4 [m] ≈ 3–5 ≈ 140 300 ≈ + 0.619 objets incertains autour de l'anneau F 2004 N'ont pas été détectés dans l'imagerie approfondie de la région en novembre 2004, rendant leur existence improbable
    S/2004 S 6 ≈ 3–5 ≈ 140 130 + 0.618 01 2004 Détecté de manière constante en 2005, peut être entouré de fines poussières et avoir un très petit noyau physique

    Lunes hypothétiques Modifier

    Deux lunes auraient été découvertes par différents astronomes mais n'ont jamais été revues. On dit que les deux lunes orbitent entre Titan et Hypérion. [87]

      qui aurait été aperçu par Hermann Goldschmidt en 1861, mais jamais observé par personne d'autre. [87] aurait été découvert en 1905 par l'astronome William Pickering, mais n'a jamais été revu. Néanmoins, il a été inclus dans de nombreux almanachs et livres d'astronomie jusqu'aux années 1960. [87]

    Lunes temporaires passées Modifier

    Tout comme Jupiter, les astéroïdes et les comètes s'approcheront rarement de près de Saturne, et seront encore plus rarement capturés en orbite autour de la planète. On calcule que la comète P/2020 F1 (Leonard) s'est rapprochée de 978 000 ± 65 000 km (608 000 ± 40 000 mi de Saturne le 8 mai 1936, plus près que l'orbite de Titan de la planète, avec un excentricité orbitale de seulement 1,098 ± 0,007. La comète était peut-être en orbite autour de Saturne avant cela en tant que satellite temporaire, mais la difficulté à modéliser les forces non gravitationnelles rend incertaine s'il s'agissait ou non d'un satellite temporaire. [88]

    D'autres comètes et astéroïdes peuvent avoir temporairement tourné autour de Saturne à un moment donné, mais aucun n'est actuellement connu.

    On pense que le système saturnien de Titan, les lunes de taille moyenne et les anneaux se sont développés à partir d'une configuration plus proche des lunes galiléennes de Jupiter, bien que les détails ne soient pas clairs. Il a été proposé soit qu'une deuxième lune de la taille de Titan se soit brisée, produisant les anneaux et les lunes internes de taille moyenne, [89] ou que deux grandes lunes se soient fusionnées pour former Titan, la collision diffusant des débris glacés qui ont formé la moyenne des lunes. lunes. [90] Le 23 juin 2014, la NASA a affirmé avoir des preuves solides que l'azote dans l'atmosphère de Titan provenait des matériaux du nuage d'Oort, associés aux comètes, et non des matériaux qui ont formé Saturne à une époque antérieure. [65] Des études basées sur l'activité géologique d'Encelade basée sur les marées et le manque de preuves de résonances passées étendues dans les orbites de Téthys, Dione et Rhéa suggèrent que les lunes à l'intérieur de Titan pourraient n'avoir que 100 millions d'années. [91]

    1. ^ La masse des anneaux est d'environ la masse de Mimas, [8] alors que la masse combinée de Janus, Hypérion et Phoebe - la plus massive des lunes restantes - est d'environ un tiers de cela. La masse totale des anneaux et des petites lunes est d'environ 5,5 × 10 19 kg.
    2. ^ Inktomi était autrefois connu sous le nom de "The Splat". [61]
    3. ^ La couleur photométrique peut être utilisée comme indicateur de la composition chimique des surfaces des satellites.
    4. ^ L'ordre fait référence à la position parmi les autres lunes par rapport à leur distance moyenne de Saturne.
    5. ^ Une lune confirmée reçoit une désignation permanente par l'IAU composée d'un nom et d'un chiffre romain. [36] Les neuf lunes connues avant 1900 (dont Phoebe est la seule irrégulière) sont numérotées en fonction de leur distance par rapport à Saturne, les autres sont numérotées dans l'ordre par lequel elles ont reçu leurs désignations permanentes. De nombreuses petites lunes n'ont pas encore reçu de désignation permanente.
    6. ^ Les diamètres et dimensions des lunes intérieures de Pan à Janus, Méthone, Pallene, Telepso, Calypso, Helene, Hyperion et Phoebe ont été tirés de Thomas 2010, Tableau 3. [38] Diamètres et dimensions de Mimas, Encelade, Téthys, Dione, Rhea et Iapetus proviennent de Thomas 2010, Tableau 1. [38] Les tailles approximatives des autres satellites proviennent du site Web de Scott Sheppard. [33]
    7. ^ Les masses des grandes lunes sont tirées de Jacobson, 2006. [39] Les masses de Pan, Daphnis, Atlas, Prometheus, Pandora, Epimetheus, Janus, Hyperion et Phoebe sont tirées de Thomas, 2010, Tableau 3. [38] Les masses des autres les petites lunes ont été calculées en supposant une densité de 1,3 g/cm 3 .
    8. ^ unebc Les paramètres orbitaux ont été tirés de Spitale et al. 2006, [47] IAU-MPC Natural Satellites Ephemeris Service, [81] et NASA/NSSDC. [40]
    9. ^ Les périodes orbitales négatives indiquent une orbite rétrograde autour de Saturne (à l'opposé de la rotation de la planète).
    10. ^ A l'équateur de Saturne pour les satellites réguliers, et à l'écliptique pour les satellites irréguliers
    11. ^ Seul satellite externe prograde connu, inclinaison similaire aux autres satellites du groupe gaulois
    12. ^ Probablement un astéroïde capturé en raison de son excentricité inhabituellement élevée, bien que l'orbite soit similaire à celle du groupe nordique
    13. ^ S/2004 S 4 était très probablement un amas transitoire - il n'a pas été récupéré depuis la première observation. [21]
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    Courants océaniques prédits sur Encelade

    Enfoui sous 20 kilomètres de glace, l'océan souterrain d'Encelade, l'une des lunes de Saturne, semble bouillonner de courants similaires à ceux de la Terre.

    La théorie, dérivée de la forme de la coquille de glace d'Encelade, remet en question la pensée actuelle selon laquelle l'océan mondial lunaire est homogène, à l'exception d'un certain mélange vertical entraîné par la chaleur du noyau lunaire.

    Encelade, une petite boule gelée d'environ 500 kilomètres de diamètre (environ 1/7e du diamètre de la lune de la Terre), est la sixième plus grande lune de Saturne. Malgré sa petite taille, Encelade a attiré l'attention des scientifiques en 2014 lorsqu'un survol du Cassini Le vaisseau spatial a découvert des preuves de son vaste océan souterrain et a échantillonné l'eau des éruptions de type geyser qui se produisent à travers les fissures de la glace au pôle sud. C'est l'un des rares endroits du système solaire avec de l'eau liquide (un autre est la lune de Jupiter Europe), ce qui en fait une cible d'intérêt pour les astrobiologistes à la recherche de signes de vie.

    L'océan sur Encelade est presque entièrement différent de la Terre. L'océan de la Terre est relativement peu profond (une moyenne de 3,6 km de profondeur), couvre les trois quarts de la surface de la planète, est plus chaud au sommet des rayons du soleil et plus froid dans les profondeurs près du fond marin, et a des courants qui sont affectés par le vent Encelade, quant à lui, semble avoir un océan couvrant le globe et complètement sous la surface d'au moins 30 km de profondeur et est refroidi en haut près de la coquille de glace et réchauffé en bas par la chaleur du noyau lunaire .

    Malgré leurs différences, l'étudiante diplômée de Caltech Ana Lobo (MS ✗) suggère que les océans d'Encelade ont des courants similaires à ceux de la Terre. Le travail s'appuie sur des mesures de Cassini ainsi que les recherches d'Andrew Thompson, professeur de sciences et d'ingénierie environnementales, qui a étudié la façon dont la glace et l'eau interagissent pour entraîner le mélange des océans autour de l'Antarctique.

    Les océans d'Encelade et de la Terre partagent une caractéristique importante : ils sont salés. Et comme le montrent les résultats publiés dans Géosciences de la nature le 25 mars, les variations de salinité pourraient servir de moteurs de la circulation océanique sur Encelade, tout comme elles le font dans l'océan Austral terrestre, qui entoure l'Antarctique.

    Lobo et Thompson ont collaboré au travail avec Steven Vance et Saikiran Tharimena du JPL, que Caltech gère pour la NASA.

    Mesures gravitationnelles et calculs de chaleur à partir de Cassini avait déjà révélé que la coquille de glace est plus mince aux pôles qu'à l'équateur. Les régions de glace mince aux pôles sont probablement associées à la fonte et les régions de glace épaisse à l'équateur au gel, dit Thompson. Cela affecte les courants océaniques car lorsque l'eau salée gèle, elle libère les sels et alourdit l'eau environnante, la faisant couler. L'inverse se produit dans les régions de fonte.

    « Connaître la répartition de la glace nous permet d'imposer des contraintes sur les modèles de circulation », explique Lobo. Un modèle informatique idéalisé, basé sur les études de Thompson sur l'Antarctique, suggère que les régions de gel et de fonte, identifiées par la structure de la glace, seraient reliées par les courants océaniques. Cela créerait une circulation du pôle à l'équateur qui influencerait la distribution de la chaleur et des nutriments.

    "Comprendre quelles régions de l'océan souterrain pourraient être les plus hospitalières à la vie, comme nous le savons, pourrait un jour éclairer les efforts de recherche de signes de vie", déclare Thompson.

    L'article est intitulé "A pole-to-équator ocean overturning circulation on Encelade." Ce travail a été soutenu par le programme de recherche stratégique et de développement technologique du JPL, le nœud Icy Worlds de l'Institut d'astrobiologie de la NASA et la Fondation David et Lucile Packard.


    Vaisseau spatial Cassini

    La mission Cassini-Huygens, communément appelée Cassini, était une collaboration entre la NASA, l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale italienne (ASI) pour envoyer une sonde pour étudier la planète Saturne et son système, y compris ses anneaux et naturel satellites.

    Le vaisseau spatial robotique de classe Flagship comprenait à la fois la sonde Cassini de la NASA (la quatrième sonde spatiale à visiter Saturne et la première à entrer sur son orbite) et l'atterrisseur Huygens de l'ESA qui a atterri sur la plus grande lune de Saturne, Titan. Le vaisseau spatial a été nommé d'après l'astronome italien Giovanni Cassini (8 juin 1625 - 14 septembre 1712) et l'astronome néerlandais Christiaan Huygens (14 avril 1629 - 8 juillet 1695).

    À la fin de sa mission, la sonde Cassini, l'un des instruments scientifiques les plus importants que l'humanité ait jamais construit, a exécuté une « Grande Finale », une série de 22 orbites qui ont chacune passé entre la planète et ses anneaux. Le but de cette phase était de maximiser les résultats scientifiques de Cassini avant que le vaisseau spatial ne soit éliminé.

    Le 15 septembre 2017, Cassini a effectué son approche finale de la planète géante Saturne. Mais cette rencontre ne ressemblait à aucune autre. Cette fois, il a plongé dans l'atmosphère de la planète, envoyant des données scientifiques aussi longtemps que ses petits propulseurs pouvaient maintenir l'antenne du vaisseau spatial pointée vers la Terre. Peu de temps après, Cassini a brûlé et s'est désintégré comme un météore. L'entrée atmosphérique de Cassini a mis fin à la mission, mais les analyses des données renvoyées se poursuivront pendant de nombreuses années.


    Composition et caractéristiques de surface :

    Encelade a une densité de 1,61 g/cm³, ce qui est plus élevé que les autres satellites glacés de taille moyenne de Saturne, suggérant une composition qui comprend un pourcentage plus élevé de silicates et de fer. On pense également qu'il est largement différencié entre un noyau géologiquement actif et un manteau glacé, avec un océan d'eau liquide niché entre les deux.

    Les mesures de la gravité effectuées par le vaisseau spatial Cassini de la NASA et le Deep Space Network suggèrent que la lune Encelade de Saturne abrite un grand océan intérieur sous son pôle sud. Crédit: NASA/JPL-Caltech

    L'existence de cet océan d'eau liquide fait l'objet d'un débat scientifique depuis 2005, lorsque les scientifiques ont observé pour la première fois des panaches contenant de la vapeur d'eau crachant de la surface polaire sud d'Encelade. Ces jets sont capables de distribuer 250 kg de vapeur d'eau par seconde à des vitesses allant jusqu'à 2 189 km/h (1 360 mph) et atteignant 500 km dans l'espace.

    En 2006, il a été déterminé que les panaches d'Encelade sont la source de l'anneau E de Saturne et le reconstituent activement. D'après les mesures effectuées par le Cassini-Huygens sonde, ces émissions sont principalement composées de vapeur d'eau, ainsi que de composants mineurs comme l'azote moléculaire, le méthane et le dioxyde de carbone. D'autres observations ont noté la présence d'hydrocarbures simples tels que le méthane, le propane, l'acétylène et le formaldéhyde.

    L'analyse combinée des données d'imagerie, de spectrométrie de masse et de magnétosphère suggère que le panache polaire sud observé émane de chambres souterraines pressurisées. L'intensité des éruptions varie considérablement en raison des changements dans l'orbite d'Encelade. Fondamentalement, les panaches sont environ quatre fois plus brillants lorsque Encelade est à l'apoapsis (le plus éloigné de Saturne), ce qui est cohérent avec les calculs géophysiques qui prédisent que les fissures polaires sud seront sous moins de compression, les ouvrant ainsi plus larges.

    L'existence d'eaux souterraines a été confirmée grâce aux preuves fournies par le Cassini mission en 2014. Cela comprenait des mesures de gravité obtenues lors des survols de 2010-2012, qui ont confirmé l'existence d'un océan d'eau liquide sous la surface polaire sud au sein d'Encelade avec une épaisseur d'environ 10 km.

    Rendu d'artiste d'une possible activité hydrothermale qui pourrait avoir lieu sur et sous le fond marin d'Encelade. Crédit : NASA/JPL

    De plus, lors du survol du 14 juillet 2005, la sonde Cassini a également détecté la présence de chaleur interne s'échappant dans la région polaire sud. Ces températures étaient trop élevées pour être attribuées au chauffage solaire, et combinées à l'activité des geysers, semblaient indiquer que l'intérieur de la planète est toujours géologiquement actif.

    D'autres études à partir de mesures de la libration d'Encelade en orbite autour de Saturne suggèrent fortement que toute la croûte de glace est détachée du noyau rocheux, ce qui signifierait que l'océan sous sa surface est planétaire. La quantité de libration implique que cet océan mondial a une profondeur d'environ 26 à 31 kilomètres (par rapport à la profondeur moyenne de l'océan sur Terre de 3,7 kilomètres).

    Les observations de la surface d'Encelade ont révélé cinq types de terrain : un terrain en cratère, un terrain lisse (jeune), un terrain accidenté (souvent à la limite de zones lisses), des fissures linéaires, des escarpements, des creux et des rainures. Des études du terrain cratérisé, des plaines lisses et d'autres caractéristiques indiquent un niveau de resurfaçage qui suggère que la tectonique est un facteur important dans l'histoire géologique d'Encelade.

    Observations récentes de Cassini ont fourni un examen plus approfondi de la distribution et de la taille des cratères. Ces caractéristiques ont été nommées par l'IAU d'après les personnages et les lieux de la traduction de Burton Le livre des mille et une nuits – c'est-à-dire le cratère Shahrazad, les plaines de Diyar, la dépression d'Anbar.

    Vue d'artiste de la vue de Saturne depuis Encelade, avec des geysers en éruption à droite au premier plan. Crédit : Michael Carroll

    Les plaines lisses sont dominées par de la glace fraîche et propre, ce qui donne à Encelade ce qui est probablement la surface la plus réfléchissante du système solaire (avec un albédo géométrique visuel de 1,38). Ces zones ont peu de cratères, ce qui indique qu'elles ont probablement moins de quelques centaines de millions d'années. De plus, la relative jeunesse de ces régions est une indication que le cryovolcanisme et d'autres processus renouvellent activement la surface.

    Le terrain plus ancien est non seulement cratérisé, mais de nombreuses fractures ont également été observées, ce qui suggère que la surface a été soumise à une déformation importante depuis la formation des cratères. Certaines zones montrent des régions sans cratères, indiquant des événements majeurs de resurfaçage dans un passé géologiquement récent. Les fissures, les plaines, le terrain ondulé et d'autres déformations crustales indiquent également qu'Encelade est géologiquement actif.

    L'un des types de caractéristiques tectoniques les plus spectaculaires trouvés sur Encelade sont ses canyons de rift. Ces canyons peuvent mesurer jusqu'à 200 km de long, 5 à 10 km de large et 1 km de profondeur. De telles caractéristiques sont géologiquement jeunes, car elles recoupent d'autres caractéristiques tectoniques et présentent un relief topographique net avec des affleurements proéminents le long des falaises.

    La preuve de la tectonique sur Encelade est également dérivée du terrain rainuré, composé de voies de formations courbes et de crêtes qui séparent souvent les plaines lisses des régions cratérisées. Les fractures profondes en sont une autre, que l'on trouve souvent dans des bandes traversant un terrain cratérisé et qui ont probablement été influencées par la formation de régolithes affaiblis produits par les cratères d'impact.

    Encelade, montrant le célèbre “Tiger Stripes” caractéristique – une série de fractures liées de chaque côté par de la glace colorée. Crédit : NASA/JPL/Space Science Institute

    Des rainures linéaires peuvent également être observées coupant à travers d'autres types de terrain, comme les ceintures de rainures et de crêtes. Comme les failles profondes, ils sont parmi les plus jeunes caractéristiques d'Encelade. Cependant, certaines rainures linéaires ont été adoucies comme les cratères à proximité, suggérant qu'elles sont plus anciennes. Des crêtes ont également été observées sur Encelade, bien qu'elles soient relativement limitées en étendue et atteignent jusqu'à un kilomètre de hauteur.

    Parmi les autres caractéristiques intéressantes, citons les « rayures du tigre » : une série de fractures délimitées de chaque côté par des crêtes dans la région polaire sud qui sont entourées de glace d'eau à gros grains de couleur vert menthe. Ces fractures semblent être les caractéristiques les plus récentes de cette région et, combinées à l'absence de cratères d'impact dans cette zone, sont une preuve supplémentaire d'activité géologique.


    La NASA trouve des preuves de «glace fraîche» sur la lune Encelade de Saturne

    En creusant dans des images infrarouges détaillées de la lune glacée Encelade de Saturne – avec l'aimable autorisation du vaisseau spatial Cassini de la NASA, qui a rencontré sa disparition en 2017 après 13 ans d'exploration de Saturne – les scientifiques de la NASA disent avoir trouvé de « fortes preuves » de glace fraîche dans le nord de la lune. hémisphère.

    La glace, qui proviendrait et aurait refait surface à l'intérieur d'Encelade, pourrait être une bonne nouvelle pour les perspectives de vie sur Encelade, qui est considéré par de nombreux scientifiques comme l'un des endroits les plus prometteurs pour rechercher la vie dans le système solaire.

    L'ensemble de données, les vues infrarouges mondiales les plus détaillées jamais produites de la lune selon l'agence, a été créé à l'aide de données collectées par le spectromètre de cartographie visible et infrarouge (VIMS) de Cassini. Il comprend des balayages de longueurs d'onde variables, y compris la lumière visible et l'infrarouge.

    En 2005, les scientifiques ont découvert pour la première fois qu'Encelade tire des panaches géants de grains de glace et de vapeur d'un océan souterrain présumé se cachant sous une épaisse croûte de glace.

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    Les nouveaux signaux infrarouges correspondent parfaitement à l'emplacement de cette activité, rendu très visible sous la forme d'entailles rouge néon «tigre stripe» sur le pôle sud de la lune.

    Des caractéristiques similaires ont également été repérées dans l'hémisphère nord, ce qui amène les scientifiques à croire que le même processus se produit dans les deux hémisphères.

    "L'infrarouge nous montre que la surface du pôle sud est jeune, ce qui n'est pas une surprise car nous connaissions les jets qui y projettent de la matière glaciale", Gabriel Tobie, scientifique VIMS à l'Université de Nantes, France et co-auteur de un nouvel article sur les résultats publiés dans la revue Icare, a déclaré dans un communiqué de la NASA.

    "Maintenant, grâce à ces yeux infrarouges, vous pouvez remonter dans le temps et dire qu'une grande région de l'hémisphère nord semble également jeune et était probablement active il n'y a pas si longtemps, dans les chronologies géologiques", a-t-il ajouté.

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    En octobre 2019, une équipe de chercheurs de l'Université libre de Berlin a trouvé des traces de composés organiques dans les panaches glacés de la Lune qui semblent être les éléments constitutifs des acides aminés, les précurseurs des formes de vie terrestres.

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    Finale de Cassini : la sonde spatiale Saturne achève sa disparition ardente

    Treize ans après avoir atteint Saturne, le vaisseau spatial Cassini à propulsion nucléaire de la NASA a parcouru sa 294e et dernière orbite jeudi, collectant des données inestimables tout en se précipitant vers un plongeon de type kamikaze dans l'atmosphère de la planète aux anneaux vendredi, sortant dans un flamboiement de gloire pour conclure un mission "incroyablement" réussie.

    Vendredi matin, la NASA a confirmé que "la dernière plongée de Cassini avait lieu" et que son dernier signal vers la Terre avait été reçu. "Cassini fait maintenant partie de la planète qu'il a étudiée. Merci pour la science #GrandFinale", a tweeté la NASA.

    La Terre a reçu le signal final de @CassiniSaturn&rsquos à 7h55 HE. Cassini fait désormais partie de la planète qu'il étudiait. Merci pour la science #GrandFinale pic.twitter.com/YfSTeeqbz1

    &mdash NASA (@NASA) 15 septembre 2017

    Au cours de sa dernière orbite, Cassini a été programmé pour prendre quelques dernières photos de Saturne, de son vaste système d'anneaux, de Titan et de la petite lune Encelade jeudi dans ce que les responsables de la mission appelaient "le dernier spectacle d'images", avant de tourner sa grande antenne parabolique vers la Terre. transmettre les images et autres données aux scientifiques en attente.

    Titan et Encelade, qui abritent un océan d'eau salée sous une croûte glacée, hébergent des environnements potentiellement habitables et plutôt que de risquer une éventuelle collision avec un Cassini en panne de gaz - et une contamination terrestre - les responsables de la NASA ont choisi de faire s'écraser le vaisseau spatial sur Saturne pour éliminer toute menace possible.

    La lune de Saturne Encelade s'enfonce derrière la planète géante alors que le vaisseau spatial Cassini de la NASA effectue son approche finale avant de brûler dans l'atmosphère de Saturne. NASA/JPL-Caltech/SSI

    Pratiquement à court de propulseur, Cassini a utilisé un dernier coup de pouce gravitationnel - un "baiser d'adieu" - de la lune Titan de Saturne enveloppée de smog plus tôt cette semaine pour viser précisément un point du côté de la planète à 10 degrés au-dessus de l'équateur.

    "Ce dernier survol de Titan. a mis Cassini sur une trajectoire d'impact et il n'y a absolument aucun résultat", a déclaré Earl Maize, chef de projet Cassini au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie. "Nous allons si profondément dans l'atmosphère le vaisseau spatial n'a aucune chance de sortir."

    Espace et astronomie

    "Ces images finales sont un peu comme jeter un dernier coup d'œil autour de votre maison ou de votre appartement juste avant de déménager", a déclaré Linda Spilker, scientifique du projet Cassini au Jet Propulsion Laboratory de la NASA. "Vous regardez vos anciennes chambres et les souvenirs des années reviennent. De la même manière, Cassini jette un dernier coup d'œil autour du système Saturne. et avec ces images viennent des souvenirs réconfortants."

    Cassini n'a pas été en mesure de renvoyer des images lors de sa descente finale, mais huit de ses instruments scientifiques ont continué à fonctionner et à renvoyer des données en temps réel alors que le vaisseau spatial, son antenne verrouillée sur Terre, a percuté l'atmosphère discernable de Saturne tôt vendredi matin.

    Voyageant à une vitesse de 70 000 mph, la disparition de Cassini a été rapide. Même ainsi, les scientifiques s'attendent à une mine de données sur les derniers instants de la sonde.

    "La plus haute priorité scientifique est d'échantillonner l'atmosphère", a déclaré Spilker. "Nous sommes en mesure d'acquérir des informations fondamentales sur la formation et l'évolution de Saturne ainsi que sur les processus qui se produisent dans l'atmosphère."

    Cassini aurait rencontré les premières traînées de gaz dans l'extrême haute atmosphère à environ 1 190 milles au-dessus des sommets des nuages ​​visibles de Saturne, où la pression atmosphérique est équivalente au niveau de la mer sur Terre.

    Les petits propulseurs ont été conçus pour se déclencher automatiquement afin de maintenir Cassini correctement orienté et son antenne verrouillée sur Terre, au début du tremblement atmosphérique. Mais moins d'une minute après l'entrée, à environ 120 milles dans l'atmosphère perceptible, avec les propulseurs débordés, Cassini devait commencer à dégringoler et la télémétrie s'arrêter brusquement.

    Quelques instants plus tard, le réchauffement extrême de l'atmosphère déchirerait Cassini et détruirait complètement ses composants.

    Illustration d'un artiste de Cassini lors d'une de ses orbites finales. Nasa

    "Cela va très vite", a déclaré Julie Webster, ingénieure en vaisseau spatial. "Tout d'abord, les couvertures (isolantes) brûleront, puis nous atteindrons le point de fusion de l'aluminium en 20 secondes environ. L'iridium sera la dernière chose à fondre, et il ira environ 30 secondes après l'aluminium. Il va en une minute."

    Le signal final de Cassini, voyageant à travers le système solaire à la vitesse de la lumière – 186 000 miles par seconde – atteindra une énorme antenne en Australie 83 minutes plus tard, à 7 h 55. C'est à ce moment-là que les contrôleurs de vol, les ingénieurs et les scientifiques se sont réunis au Jet Le laboratoire de propulsion saura que Cassini et sa mission de 3,4 milliards de dollars sont bel et bien partis.

    "La mission a dépassé toutes nos attentes, a fait mieux que nous n'aurions jamais pu rêver", a déclaré Curt Niebur, scientifique du programme Cassini au siège de la NASA. "Le système Saturne regorge de mondes incroyables de toutes tailles, et Cassini les explore depuis 13 ans.

    "Nous avons regardé les particules dans les anneaux autour de Saturne entrer en collision et planer pendant leur danse gravitationnelle et nous avons confirmé des choses que nous soupçonnions d'exister dans le système de Saturne. Mais encore plus agréablement, nous avons été choqués par des choses que nous n'avons jamais prédit que nous trouverions.

    Nasa

    Comme regarder une tempête titanesque s'étendre sur le globe se développer et se déplacer autour de la planète entière, se heurtant à elle-même comme un serpent mangeant sa queue. Comme découvrir une étrange tempête en forme d'hexagone autour du pôle nord de Saturne qui persiste depuis des décennies. Et la découverte des mers de méthane, des lacs, des rivières et de la pluie sur Titan, où les conditions imitent celles de la Terre dans un passé lointain.

    "Et nous avons été absolument choqués d'apprendre que le minuscule Encelade a un océan d'eau liquide mondial sous une croûte de glace relativement mince qui est réchauffée par l'activité hydrothermale et que des jets d'eau de cet océan jaillissent dans l'espace à travers les fissures du pôle sud", a-t-il ajouté. dit Niebur. "Encelade peut avoir tous les ingrédients nécessaires à la vie telle que nous la connaissons pour exister actuellement, en ce moment, à cette seconde même."

    Au cours de sa mission de 13 ans, Cassini a exécuté 2,5 millions de commandes, effectué 360 brûlures de moteur, effectué 162 survols ciblés des lunes de Saturne, pris plus de 453 000 images et découvert six lunes jusque-là inconnues, couvrant 4,9 milliards de kilomètres depuis son lancement en 1997.

    Plus important encore, le vaisseau spatial, construit au début des années 1990, a collecté 635 gigabits de données, ce qui a donné lieu à près de 4 000 articles scientifiques évalués par des pairs.

    "La mission a été un succès fou, sauvage et magnifique", a déclaré Niebur. "Et ça touche à sa fin. . Je trouve un grand réconfort dans le fait que Cassini continuera à nous enseigner jusqu'à la toute dernière seconde."

    Lancé en octobre 1997, Cassini est arrivé à Saturne en juillet 2004 et a largué un atterrisseur construit par l'Agence spatiale européenne qui a réussi une descente en parachute à la surface de Titan en janvier suivant.

    Titan est plus gros que Mercure, mais sa surface est cachée sous une épaisse atmosphère de smog. L'atterrisseur Huygens a révélé un paysage extraterrestre avec des rochers et des rochers arrondis sous un ciel orange tandis que le système d'imagerie radar perçant les nuages ​​de Cassini a finalement rempli une carte globale de la lune qui a révélé des lacs de méthane, des rivières et des mers.

    "Pour mettre une sonde sur Titan, capturer un signal en descendant, le poser doucement sur la surface et lire ces images, je me donne toujours la chair de poule juste en voyant cette première image", a déclaré Maize. "Je ne l'oublierai jamais."

    Les orbites finales de Cassini l'ont transporté entre les sommets des nuages ​​de Saturne et les anneaux les plus internes, offrant aux scientifiques une opportunité sans précédent d'en apprendre davantage sur l'atmosphère et le vaste système d'anneaux de la planète. Nasa

    Depuis lors, Cassini a survolé un ensemble complexe d'orbites en constante évolution, utilisant à plusieurs reprises la gravité de Titan pour modifier sa trajectoire. L'énergie des survols de Titan était l'équivalent de 127 000 livres de propulseur, a déclaré Maize, permettant des vues de Saturne et de son énorme système d'anneaux sous différents angles et mettant en place des survols rapprochés de plusieurs de ses lunes.

    Mais toutes les bonnes choses ont une fin.

    Le 22 avril, Cassini a effectué un survol du Titan qui a donné le coup d'envoi à la "Grande Finale", plaçant le vaisseau spatial sur une trajectoire qui l'a transporté à plusieurs reprises entre les anneaux les plus intimes et les sommets des nuages ​​de Saturne et a créé un impact de fin de mission dans l'atmosphère vendredi. .

    Les orbites de la Grande Finale ont rapproché Cassini de Saturne et de ses anneaux comme jamais auparavant et ont donné aux scientifiques une occasion unique de déterminer la masse des anneaux. Alors que ces études sont en cours, il semble que les anneaux puissent être un phénomène relativement jeune et non une relique de la naissance de Saturne.

    Mais pour beaucoup, les découvertes sur Titan et Encelade sont la cerise sur le gâteau, justifiant plus que la décision de mettre fin à la mission de Cassini par une plongée spectaculaire dans l'atmosphère de Saturne.

    "Ces deux nouveaux mondes, Titan et Encelade, qui nous ont été si complètement révélés par Cassini ont changé l'idée que les mondes océaniques comme la Terre et (la lune de Jupiter) Europe sont rares dans l'univers", a déclaré Niebur. "Cela, à son tour, change notre point de vue sur la façon dont les environnements habitables répandus et communs et même la vie au-delà de la Terre pourraient vraiment être."

    La NASA en est aux premiers stades de la conception d'un vaisseau spatial pour effectuer des survols répétés de la lune de Jupiter Europa dans les années 2020 et beaucoup espèrent qu'une mission de suivi vers Saturne sera un jour montée pour explorer Encelade plus en détail.

    "Encelade n'a rien à faire", a déclaré Niebur. "Et pourtant, il est là, nous criant pratiquement, 'regardez-moi! J'infirme complètement toutes vos hypothèses sur le système solaire.' C'est juste une opportunité remarquable d'étudier Encelade et de dévoiler les secrets qu'il a gardés. C'est une destination incroyable."


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