Voici la chronologie de la mission Cassini-Huygens.
Cette mission est une collaboration entre la NASA, l’Agence spatiale européenne (ESA) et l’Agence spatiale italienne (ASI) visant à envoyer une sonde spatiale pour étudier Saturne, ses satellites naturels et son système d’anneaux.
Le vaisseau spatial fait partie de la classe phare de la NASA et comprend à la fois la sonde Cassini et l’atterrisseur Huygens de l’ESA, qui est conçu pour se poser sur la lune Titan.
La sonde de la NASA sera la quatrième à visiter Saturne et la première à se mettre en orbite autour d’elle.
Les sondes portent respectivement les noms des astronomes Giovanni Cassini et Christiaan Huygens.
Elles ont été lancées le 15 octobre 1997 par la fusée Titan IVB/Centaur.
La sonde spatiale Cassini a eu une durée de vie de près de 20 ans, dont 13 ans en orbite autour de Saturne.
Les survols de Saturne comprenaient deux survols de Vénus (en avril 1998 et juin 1999), de la Terre (en août 1999), de l’astéroïde 2685 Masursky et de Jupiter (en décembre 2000).
Les sondes Cassini-Huygens sont entrées en orbite le 1er juillet 2004 et la mission s’est terminée le 15 septembre 2017, lorsque Cassini est entrée dans la haute atmosphère de Saturne pour éviter tout risque de contamination des lunes de Saturne, étant donné que certaines d’entre elles ont des environnements actifs qui pourraient potentiellement abriter la vie.
Le voyage de Cassini a été salué comme une mission qui a révolutionné la compréhension humaine du système de Saturne, y compris ses lunes et ses anneaux, et notre compréhension de l’endroit où la vie peut être trouvée dans le système solaire.
La mission principale de Cassini a débuté en juin 2004 et s’est achevée en mai 2008, soit quatre ans.
Elle a ensuite été prolongée de deux ans, jusqu’en septembre 2010, sous le nom de mission Equinox.
Enfin, elle a été prolongée une dernière fois avec la mission Solstice, qui a duré jusqu’à l’entrée contrôlée de Cassini dans l’atmosphère de Saturne en septembre 2017.
Le module Huygens a accompagné la sonde Cassini jusqu’à sa séparation le 25 décembre 2004, puis a plongé dans l’atmosphère et s’est posé avec succès à la surface de Titan le 14 janvier 2005, premier atterrissage jamais réalisé dans le système solaire externe et premier atterrissage sur un satellite naturel autre que la Lune. En outre, elle a utilisé Cassini comme relais et a renvoyé des données vers la Terre pendant 90 minutes.
Pour achever son séjour sur l’orbite de Saturne, la sonde Cassini a commencé par le « Grand Finale », qui correspondait à des orbites risquées dans l’espace entre la planète et les anneaux intérieurs, afin de pouvoir profiter pleinement des instruments avant la fin de la mission et d’obtenir des données de ces zones avant l’entrée contrôlée de Cassini dans l’atmosphère de Saturne.
Phase de lancement et de croisière (1997-2003)
08:43 UTC, 15 octobre 1997 – La mission Cassini-Huygens est lancée sur Titan IVB/Centaur depuis Cap Canaveral.
13:52 UTC, 26 avril 1998 – Vénus est survolée à 284 km avec une assistance gravitationnelle, la vitesse augmentant à 7 km/s.
22:06 PST, 4 décembre 1998 – Cassini allume son moteur-fusée principal pendant 90 minutes, mettant la sonde en route pour son second survol de Vénus en 1999. L’allumage a réduit la vitesse d’environ 450 m/s par rapport au Soleil. La vitesse de Cassini est passée de 67 860 km/h au début de la manœuvre à 66 240 km/h à la fin de l’allumage du moteur.
13:30 PST, 24 juin 1999 – survol de Vénus pour une assistance gravitationnelle à 623 km.
03:28 UTC, 18 août 1999 – Passage de la Terre avec assistance gravitationnelle. Une heure et 20 minutes avant l’approche la plus proche, Cassini s’est approchée à 377 000 km de la Lune et a capturé une série d’images d’étalonnage. La sonde a survolé la Terre à 1 171 km. La sonde a augmenté sa vitesse de 5,5 km/s.
10:00 UTC, 23 janvier 2000 – survol de l’astéroïde (2685) Masursky. Cassini l’a photographié 5 à 7 heures plus tôt à une distance de 1,6 million de km et a estimé son diamètre à 15 ou 20 km.
30 décembre 2000, 10:05 UTC – survol de Jupiter avec assistance gravitationnelle. Cassini s’est approchée au plus près de Jupiter à cette date (9,7 millions de kilomètres, 137 rayons joviens) et a effectué de nombreuses mesures scientifiques. Elle a également réalisé le portrait en couleur le plus détaillé de Jupiter jamais produit (voir à droite) ; les plus petits éléments visibles mesurent environ 60 km de diamètre.
30 mai 2001 – Pendant la phase de côte entre Jupiter et Saturne, on a remarqué qu’une « brume » était visible sur les images prises par la caméra à angle étroit de Cassini. Ce phénomène a été observé pour la première fois lors d’une photographie de l’étoile Maia dans les Pléiades, après une période d’échauffement de routine.
23 juillet 2002 – Fin janvier, un test a été effectué pour éliminer le « voile » de l’objectif de la caméra à angle étroit en la chauffant. Le chauffage de la caméra à 4 degrés Celsius (39 degrés Fahrenheit) pendant huit jours a donné des résultats positifs. Plus tard, le chauffage a été prolongé jusqu’à 60 jours et une image de l’étoile Spica a montré une amélioration de plus de 90 % par rapport à la période précédant le chauffage. Le 9 juillet, une image a montré que la procédure d’élimination était terminée avec succès, ce qui a été annoncé le 23 juillet.
10 octobre 2003 – L’équipe scientifique de Cassini a annoncé les résultats d’un test de la théorie de la gravité d’Einstein utilisant les signaux radio de la sonde Cassini. Les chercheurs ont observé un changement de fréquence dans les ondes radio en provenance et à destination de la sonde, à mesure que ces signaux se rapprochaient du Soleil. Les tests précédents correspondaient aux prédictions théoriques avec une précision d’une partie sur mille. L’expérience de Cassini a permis d’améliorer cette précision à environ 20 parties par million, et les données confirment toujours la théorie d’Einstein.
Mission principale (2004-2008)
27 février 2004 – Une nouvelle image haute résolution de Saturne prise par Cassini a été publiée le 9 février, et il a été noté que les scientifiques de la mission étaient déconcertés par le fait qu’aucun « rayon » n’était visible dans l’anneau de Saturne. Ces structures sombres dans la section « B » de l’anneau avaient été découvertes sur des photographies prises par la sonde Voyager en 1981. Une autre image, en lumière infrarouge, prise le 16 février, montre les différences de hauteur des nuages et la même perturbation visible tout au long des années 1990 sur les images du télescope spatial Hubble.
12 mars 2004 – Les images prises le 23 février montrent une caractéristique découverte par Voyager : des amas dans l’anneau extérieur « F ». Ce qui n’a pas pu être déterminé à l’époque, c’est la durée de vie exacte de ces amas, et Cassini devrait fournir des données concluantes sur cette question. La première série d’images montre un ensemble d’amas se déplaçant le long de l’anneau F.
26 mars 2004 – L’équipe scientifique de Cassini a publié la première séquence d’images de Saturne montrant des nuages se déplaçant à grande vitesse autour de la planète. En utilisant un filtre pour mieux voir la brume d’eau au-dessus de la couverture nuageuse dense, les mouvements dans les régions équatoriales et méridionales sont clairement visibles. Les photographies ont été prises entre le 15 et le 19 février.
8 avril 2004 – Les scientifiques de la mission ont publié la première observation « à long terme » de la dynamique des nuages dans l’atmosphère de Saturne. Une série d’images montre la fusion de deux tempêtes dans les latitudes méridionales pendant une période allant du 19 au 20 mars. Les deux tempêtes avaient un diamètre d’environ 1 km avant de fusionner.
15 avril 2004 – La NASA a annoncé que deux lunes découvertes par Voyager 1 ont été à nouveau repérées par Cassini sur des images prises le 10 mars : Prométhée et Pandore. Ce ne sont pas des lunes ordinaires, mais leurs effets gravitationnels dans l’anneau « F » ont conduit les scientifiques à les appeler « lunes bergères ». Elles fascinent tous les chercheurs qui s’intéressent à la dynamique du système d’anneaux, car leurs orbites sont suffisamment proches pour qu’elles interagissent de manière chaotique. Elles ont l’habitude de défier les prévisions concernant leurs orbites. L’une des missions de Cassini consistera à surveiller de près les mouvements de ces corps.
18 mai 2004 – Cassini entre dans le système de Saturne. L’attraction gravitationnelle de Saturne commence à dépasser l’influence du Soleil.
20 mai 2004 – La première image de Titan avec une meilleure résolution que toutes les observations faites depuis la Terre est publiée. Elle a été prise le 5 mai à une distance de 29,3 millions de kilomètres (18,2 millions de miles).
27 mai 2004 – TCM-20, l’approche TCM (manœuvre de correction de trajectoire) de Phoebe a été exécutée à 22:26:00 UTC. Il s’agit d’un allumage de 5 minutes et 56 secondes du moteur principal, qui n’avait pas été utilisé depuis décembre 1998. Elle a donc été doublée d’une « répétition générale » pour l’enregistrement de 96 minutes lors de l’insertion sur l’orbite de Saturne (SOI). Cependant, TCM-20 était principalement destiné à modifier la vitesse de Cassini de 34,7 m/s (78 mph), afin de préparer le survol de la lune Phoebe le 11 juin.
11 juin 2004 – Cassini a survolé la lune Phoebe à 19:33 UT Spacecraft Event Time (SCET) à une distance de 2068 kilomètres. Les onze instruments à bord ont fonctionné comme prévu et toutes les données ont été acquises. Les scientifiques prévoient d’utiliser ces données pour créer des cartes globales de la lune cratérisée et déterminer la composition, la masse et la densité de Phoebe. Il a fallu plusieurs jours aux scientifiques pour examiner les données et parvenir à des conclusions plus concrètes.
16 juin 2004 – TCM-21 a eu lieu avec un allumage du moteur principal de 38 secondes. Il s’agissait de la dernière correction de la trajectoire de Cassini avant le SOI. Quelques jours plus tard, le dernier TCM-22 prévu pour le 21 juin a été annulé.
1er juillet 2004 – La mise en orbite de Saturne s’est déroulée avec succès. A 19h11 PDT (22h11 EDT), Cassini a traversé le plan de l’anneau entre les anneaux F et G de Saturne, son antenne étant orientée vers l’avant pour servir de bouclier contre les petites particules de l’anneau. À 7:36pm PDT (10:36pm EDT), la sonde a entamé une combustion critique de 96 minutes du moteur principal afin de réduire sa vitesse de 626 mètres par seconde et d’atteindre une orbite de 0,02 x 9 millions de kilomètres autour de Saturne. Immédiatement après cette mise à feu, des photographies des anneaux ont été prises et envoyées au scientifique de la mission alors que la sonde s’approchait à 19 980 kilomètres (12 400 miles) du sommet des nuages. Les scientifiques ont été stupéfaits par la clarté et le détail des images et les étudieront de près pendant un certain temps. « Nous ne verrons pas tout le puzzle, seulement les pièces, mais ce que nous voyons est spectaculaire », a déclaré le Dr Carolyn Porco, chef de l’équipe d’imagerie de Cassini, Space Science Institute, Boulder, Colorado. « Les images sont époustouflantes, tout simplement époustouflantes. Je travaille sur cette mission depuis 14 ans et je ne devrais pas être surprise, mais c’est incroyable de voir ces images pour la première fois ».
2 juillet 2004 – Le premier survol de Titan par Cassini est effectué et les premières images en gros plan sont envoyées sur Terre. En raison de la planification initiale de l’orbite, Cassini est passée au-dessus du pôle sud de la lune et à une plus grande distance que lors des survols suivants. Toutefois, lors d’une conférence de presse tenue le 3 juin, les scientifiques de la mission ont présenté des images qui les obligent déjà à revoir leurs théories antérieures. Il apparaît désormais que les caractéristiques d’albédo les plus sombres et les plus lumineuses de la surface représentent des matériaux différents. Mais contrairement aux attentes, les régions glacées semblent plus sombres que les zones où d’autres matières (peut-être organiques) sont mélangées à la glace.
16 août 2004 – Les scientifiques de la mission annoncent la découverte de deux nouvelles lunes de Saturne et, par là même, le lancement réussi de l’un des programmes de Cassini : la localisation de petites lunes encore inconnues. Baptisés « Methone » (S/2004 S 1) et « Palene » (S/2004 S 2), ces objets sont petits par rapport à d’autres lunes et orbitent entre Mimas et Encelade.
23 août 2004 – À une distance de 9 millions de kilomètres de Saturne, la dernière mise à feu importante du moteur principal a eu lieu pour s’ajuster à la prochaine approche la plus proche et éviter les particules dans le système d’anneaux. Cette mise à feu de 51 minutes a permis d’augmenter la vitesse de la sonde de 325 mètres par seconde, ce qui a éloigné le périapsis orbital de quelque 300 000 km de Saturne par rapport à sa plus petite distance lors du SOI. En même temps, la nouvelle trajectoire rapprochera Cassini de Titan lors de son prochain survol.
14 septembre 2004 – La vérification finale de l’atterrisseur Huygens est achevée avec succès. La séparation de la sonde est prévue pour le 25 décembre, et l’atterrissage pour le 14 janvier 2005.
26 octobre 2004 – Le deuxième survol de Titan (appelé « Titan-A ») a été effectué avec succès. Les données ont commencé à arriver au centre de mission du JPL à 01h30 UTC le 27 octobre et comprenaient les images à plus haute résolution jamais prises de la surface de la lune. En outre, les premiers spectres infrarouges à haute résolution et les premières photographies de l’atmosphère et de la surface ont été pris. La sonde a réussi à frôler l’atmosphère brumeuse et chargée de smog de Titan, s’approchant à moins de 1 176 kilomètres de la surface de Titan. Il s’agit du survol le plus proche de Titan jamais réalisé par un engin spatial. Les images, les spectres et les données radar ont révélé une surface complexe et déroutante. L’analyse de toutes les données est en cours. La seule défaillance survenue lors de l’événement « Titan-A » concerne l’instrument CIRS. Pendant la lecture, l’équipe chargée de l’instrument a observé des données corrompues. Il a été décidé d’arrêter l’instrument pour le redémarrer. Le CIRS a été remis en marche dans les 24 heures et se trouve actuellement dans son état nominal.
23 novembre 2004 – La dernière vérification en vol de la sonde Huygens avant la séparation a été effectuée avec succès. Tous les systèmes sont prêts pour une mise en œuvre rapide de la sonde.
13 décembre 2004 – Le survol de Titan-B a été effectué avec succès et les scientifiques de la mission analysent les données recueillies.
25 décembre 2004 – La sonde Huygens se sépare de l’orbiteur Cassini à 02h00 UTC.
27 décembre – La NASA a publié une image de Huygens prise par Cassini deux jours après son lancement. L’analyse de cette image montre que la sonde est sur le bon cap, dans la fourchette d’erreur attendue. Ces vérifications étaient nécessaires pour placer l’orbiteur dans la bonne orientation afin de recevoir les données de la sonde lorsqu’elle entrera dans l’atmosphère de Titan.
28 décembre 2004 – OTM-10 a été exécuté à 03h00 UTC à l’heure de l’événement spatial (SCET). Cette manœuvre, également appelée manœuvre de déviation d’orbite (ODM), a permis à Cassini de quitter la trajectoire d’impact sur Titan pour adopter une trajectoire de survol à l’altitude requise pour recevoir les données de la sonde Huygens lorsqu’elle plongera dans l’atmosphère de Titan.
31 décembre 2004 – Cassini survole Iapetus à 18:45:37 UTC à une altitude de 122645 kilomètres. Les premières images brutes sont disponibles le lendemain.
14 janvier 2005 – Huygens entre dans l’atmosphère de Titan à 09:06 UTC et se pose en douceur sur sa surface environ deux heures plus tard. Ceci a été confirmé par la réception de l’onde porteuse émise par la sonde pendant sa descente et son atterrissage. À 16:19 UTC, l’orbiteur Cassini a commencé à transmettre à la Terre les données scientifiques reçues de la sonde. La première image a été diffusée à 19:45 UTC et montre une vue d’environ 16 km au-dessus de la surface. Une deuxième image de la sonde au repos sur la surface a été publiée peu après. L’analyse des données est en cours.
15 février 2005 – Passage réussi de Titan, avec de nouvelles régions de sa surface balayées par le radar. Cassini a acquis une image montrant un grand cratère sur Titan, d’un diamètre estimé à 440 km.
17 février 2005 – Le premier survol rapproché d’Encelade a été effectué et les premières images rapprochées ont été envoyées vers la Terre. La distance de survol était d’environ 1180 km (733.2 mi).
17 mars 2005 – La sonde Cassini révèle que la lune de Saturne Encelade possède une atmosphère. Celle-ci a été qualifiée de « substantielle » par ses découvreurs.
16 avril 2005 – À 19:12 UTC, le cinquième survol prévu de Titan a été effectué à une distance minimale d’environ 1 025 kilomètres. Ce survol, le plus proche à ce jour, a permis d’obtenir des données plus détaillées sur les constituants de la haute atmosphère de Titan. La première analyse de ces données a révélé un large éventail de molécules de carbone complexes. Un graphique massif démontrant l’existence de ces molécules a été publié le 25 avril.
3 mai 2005 – Cassini commence des expériences d’occultation radio dans les anneaux de Saturne afin de déterminer la distribution de la taille des particules des anneaux, à l’échelle du centimètre.
10 mai 2005 – Au début d’une période d’observation ciblée du système d’anneaux de Saturne, qui doit durer jusqu’en septembre, les scientifiques de la mission ont annoncé la découverte d’une nouvelle lune dans la « fente de Keeler » à l’intérieur de l’anneau « A ». Baptisée provisoirement S/2005 S 1, puis Daphnis, elle a été aperçue pour la première fois dans une séquence d’images prises le 1er mai. Les scientifiques spécialistes de l’imagerie avaient prédit la présence de la nouvelle lune et sa distance orbitale par rapport à Saturne après l’observation, en juillet dernier, d’un ensemble de caractéristiques particulières, peu lumineuses et pointues, sur le bord extérieur de la fente de Keeler.
14 juillet 2005 : le survol d’Encelade à une distance de 175 km a été effectué avec succès. Les premières images brutes sont publiées.
7 septembre 2005 : survol de Titan à une distance de 1075 km (668 mi), les données collectées ont été partiellement perdues en raison d’un problème de logiciel.
26 septembre 2005 : survol d’Hyperion à une distance de 1010 km (627.6 mi), le survol le plus proche et la seule visite de la lune pendant la mission principale.
27 juillet 2006 : La NASA confirme la présence de lacs d’hydrocarbures dans la région polaire nord de Titan.
28 mai 2008 : Cassini a effectué son 43e survol de Titan, mettant fin à sa mission principale. Rebaptisée mission Cassini Equinox, Cassini a observé Saturne lors de sa traversée de l’équinoxe, c’est-à-dire de l’été.
Mission Equinoxe de Cassini (2008-2010)
9 août, 11 août, 9 octobre et 31 octobre 2008 : à 50, 25 et 200 km respectivement, les trois derniers survols d’Encelade par Cassini en 2008 ont utilisé une nouvelle technique d’imagerie appelée « panning » pour acquérir avec succès des images à très haute résolution. Ces survols ont également permis à Cassini de prélever des échantillons directement dans les panaches cryovolcaniques d’Encelade.
3 novembre, 14 novembre, 5 décembre et 21 décembre 2009 : les survols 46 à 49 de Titan se sont concentrés sur l’échantillonnage radar, VIMS et INMS de Titan et de son épaisse atmosphère. Le survol T47 a permis une couverture VIMS à haute résolution du site d’atterrissage de Huygens, tandis que les trois autres survols ont utilisé le radar et le RSS. T49 a permis la couverture radar d’Ontario Lacus, l’un des plus grands lacs de méthane de Titan.
Juin – octobre 2009 : Cassini a observé Saturne pendant son équinoxe, c’est-à-dire le moment de l’année où le soleil est directement au-dessus de l’équateur de Saturne.
2 novembre 2010 : Cassini a été mise en veille protectrice, ou « mode sans échec », après qu’une petite rotation lui a fait manquer une instruction importante. La NASA a annoncé l’arrêt des processus scientifiques le 8 novembre. Cependant, le 8 novembre, certaines fonctionnalités de l’engin ont été partiellement rétablies. Les événements de séquençage des instruments scientifiques nominaux ont été lancés avec succès le 10 novembre. Cassini a été réactivée comme prévu le 24 novembre et a retrouvé toutes ses fonctionnalités, à temps pour deux survols rapprochés d’Encelade. À l’heure actuelle, aucune information n’a été rendue publique concernant l’impact de la perte des données du survol du 11 novembre (T-73). Cependant, aucune image n’a été acquise lors du survol polaire du 11 novembre.
Mission Cassini Solstice (2010-2017)
Le 3 février 2010, la NASA a annoncé qu’une seconde extension de la mission avait été financée jusqu’en mai 2017, quelques mois après le solstice d’été de Saturne. Le programme comprenait 155 orbites supplémentaires, avec 54 survols de Titan, 11 d’Encelade, 2 de Rhéa et 3 de Dioné. L’un des survols de Titan est passé sous l’ionosphère.
Grand Finale (2017)
Le 15 septembre 2017, Cassini a été délibérément assommée par un plongeon contrôlé dans l’atmosphère de Saturne, mettant fin à sa mission de près de deux décennies. Le dernier signal a été reçu à 11:55:46 UTC.
Chronologie détaillée de la mission Huygens
Toutes les heures indiquées après le 14 janvier 2005 à 09:11 UTC sont des heures prévues et peuvent différer des heures réelles. Cette page sera mise à jour après la descente avec toutes les corrections nécessaires.
Les données utilisées dans cette section sont légèrement dépassées, une version mise à jour de l’éphéméride de l’ESA a été mise à disposition le 6 janvier 2005.
Survols
Voici une liste des survols rapprochés des lunes de Saturne (à moins de 5000 kilomètres). L’approche la plus proche pour chaque lune est en gras.
La deuxième mission prolongée était prévue du 12 octobre 2010 jusqu’au solstice d’été de Saturne en mai 2017, suivie de deux douzaines d’orbites rapprochées de Saturne et de ses anneaux. La dernière image de navigation optique de Cassini a été capturée le 20 septembre 2016. La mission Cassini s’est achevée le 15 septembre 2017, lorsque la sonde s’est désintégrée dans l’atmosphère de Saturne.