Il y a 30 ans, le monde entier a suivi avec grand intérêt le passage d’un couple de voyageurs de l’espace à proximité de Saturne, transmettant des images stupéfiantes de la planète et de ses satellites.
Ed Stone, directeur scientifique du projet Voyager, l’une des missions les plus ambitieuses de la NASA, se souvient de la première fois qu’il a vu des boucles dans l’un des anneaux étroits de Saturne. C’était le jour où la sonde Voyager 1 s’est approchée au plus près de la planète géante, il y a 30 ans. Les scientifiques se sont réunis devant des écrans de télévision dans les bureaux du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, et ont examiné chaque jour, pendant cette période grisante du survol, les images stupéfiantes et les autres données obtenues.
La sonde Voyager 1 de la NASA a pris cette image lors de son survol le plus proche de Saturne. Elle montre des boucles dans l’un des anneaux étroits de Saturne (à gauche). Les images de la sonde Cassini (à droite) ont finalement permis aux scientifiques de comprendre comment les satellites Prométhée et Pandore de Saturne forment la forme torsadée des anneaux.
Le Dr Stone s’est ensuite intéressé à l’anneau déchiqueté et multibrins, aujourd’hui connu sous le nom d’anneau F. Les innombrables particules qui composent les larges anneaux sont en orbite presque circulaire autour de Saturne. La découverte de l’anneau F un an avant le passage des sondes Pioneer-10 et Pioneer-11 de la NASA a donc été une surprise.
«Il était clair que Voyager nous montrait une Saturne très différente», a déclaré M. Stone, qui travaille aujourd’hui à l’Institut de technologie de Californie à Pasadena. À plusieurs reprises, la sonde a montré des choses inattendues, qu’il a souvent fallu des jours, des mois, voire des années pour comprendre.
Table des matières
L’anneau F de Saturne
L’anneau F n’est que l’une des nombreuses curiosités découvertes lors du survol de Saturne par Voyager, le 12 novembre 1980 pour Voyager 1 et le 25 août 1981 pour Voyager 2. Au cours du survol de Voyager, six petites lunes ont été découvertes et le mystérieux Encelade, dont la surface indiquait une certaine activité géologique, a été étudié.
L’incroyable structure hexagonale, autour du pôle nord de Saturne, a été découverte pour la première fois sur les images de Voyager 2 (à gauche). Cassini a obtenu des photos à plus haute résolution de l’hexagone. Les images montrent que l’hexagone est une vague remarquablement stable dans l’un des courants-jets de l’atmosphère de la planète.
Les images des deux engins spatiaux ont également montré de grandes tempêtes couvrant l’atmosphère de la planète qui n’étaient pas visibles avec les télescopes terrestres.
L’atmosphère de Titan
Carte radar des lacs de Titan
Les scientifiques ont utilisé les données de Voyagers pour résoudre le différend de longue date sur la question de savoir si Titan a une atmosphère épaisse ou fine. Les instruments sensibles ont révélé que le satellite de Saturne, Titan, avait une atmosphère contenant un épais brouillard d’hydrocarbures dans une atmosphère riche en azote. Cette découverte a conduit les scientifiques à penser que des mers de méthane et d’éthane liquides existaient à la surface de Titan.
Cette image de Voyager 1 montre que Titan, un satellite de Saturne, est enveloppé d’une brume d’hydrocarbures dans une atmosphère d’azote et a conduit les astronomes à penser à des mers de méthane et d’éthane liquides à la surface de Titan. Cassini a confirmé avec succès cette théorie en renvoyant une image radar d’un lac nommé Ontario (à droite) et des images d’autres lacs d’hydrocarbures liquides sur Titan.
«Quand je regarde en arrière, je réalise à quel point nous savions peu de choses sur le système solaire avant la mission Voyager», a ajouté M. Stone.
Animation à partir d’images radar montrant des lacs à la surface de Titan.
En fait, les missions de ces explorateurs de l’espace ont soulevé de nombreuses nouvelles questions, pour lesquelles un autre vaisseau spatial de la NASA, Cassini, a été envoyé plus tard afin de résoudre ces mystères. Alors que Voyager 1 devait voler à 126 000 kilomètres au-dessus des nuages de Saturne, Voyager 2 n’a volé qu’à 100 800 kilomètres de la couche nuageuse, Cassini est allée encore plus bas.
La sonde Voyager de la NASA a été la première à obtenir des images rapprochées d’Encelade, satellite de Saturne (à gauche). En 2005, la sonde Cassini a détecté pour la première fois des jets de vapeur d’eau jaillissant de la lune glacée Encelade (à droite), ce qui a permis de régler la question de la surface de la lune, d’un point de vue géologique.
Grâce au long séjour de Cassini autour de Saturne, les scientifiques ont découvert des indices sur de nombreux mystères observés par Voyager.
Les geysers de glace d’Encelade.
Cassini a découvert un mécanisme qui explique le paysage sans cesse renouvelé d’Encelade : les rayures de tigre, des fissures d’où jaillissent des jets de vapeur d’eau et de particules organiques. Les études de Cassini ont montré que le satellite Titan possède effectivement des lacs stables d’hydrocarbures liquides à sa surface et qu’il est assez semblable à la Terre, au début de son développement. Les données de la sonde Cassini ont également permis de déterminer comment deux petites lunes détectées par Voyager — Prometheus et Pandora — affectent l’anneau F, qui présente une étrange forme tordue.
Une galerie d’images spectaculaires de la sonde interplanétaire Cassini
Pour profiter pleinement de l’expérience, regardez en mode plein écran (le carré en haut à droite).
«Cassini doit ses nombreuses découvertes à la sonde Voyager», déclare Linda Spilker, scientifique du projet Cassini au Jet Propulsion Laboratory, qui a commencé sa carrière en travaillant de 1977 à 1989. «Les données de Cassini sont toujours comparées aux résultats de Voyager et nous sommes fiers de perpétuer cet héritage.
L’hexagone de Saturne
Un hexagone aux fausses couleurs
Mais Voyager a laissé de nombreux autres mystères que Cassini n’a pas encore résolus. Par exemple, les scientifiques ont remarqué pour la première fois une structure hexagonale au pôle nord de Saturne sur les images de Voyager.
Un tourbillon hexagonal dans l’atmosphère
Cassini a obtenu des photos à plus haute résolution de l’hexagone nord. Ces données renseignent les scientifiques sur une onde remarquablement stable dans l’atmosphère de la planète, qui soutient l’hexagone de Saturne depuis 30 ans.
Des rayons dans les anneaux
Les scientifiques ont vu pour la première fois ces nuages de minuscules particules appelés «rayons» sur des images de la sonde Voyager de la NASA. On pense que les rayons sont causés par de minuscules particules chargées électrostatiquement qui s’élèvent au-dessus du plan de l’anneau, mais les scientifiques ne savent pas encore comment les particules obtiennent cette charge.
Ce qui laisse encore plus perplexe, c’est la présence de quelques nuages de minuscules particules en forme de coin dans les anneaux de Saturne. Les scientifiques les ont surnommées «rayons» car elles ressemblent à des rayons de bicyclette. L’équipe de Cassini les recherche depuis l’arrivée de la sonde sur Saturne. Lors de l’équinoxe de Saturne, la lumière du soleil a éclairé les anneaux depuis la côte et les rayons sont apparus dans la partie extérieure de l’anneau B de Saturne. Les scientifiques de Cassini testent encore leurs théories sur les causes de ces phénomènes étranges.
L’avenir des sondes Voyager
Aujourd’hui, les sondes Voyager continuent de voyager comme des pionniers aux confins de notre système solaire. Il ne faut pas s’attendre à ce que ces engins explorent le véritable espace interstellaire, mais ils transmettent avec succès des données sur la galopause. Il est prévu que l’énergie de leurs générateurs à radioisotope suffise jusqu’en 2030, puis les vaisseaux sans vie, par inertie, voleront dans l’espace intersidéral, jusqu’à ce qu’ils rencontrent une étoile.
L’image de Voyager 1 (à gauche) montre des nuages convectifs sur Saturne, prise en 1980. L’image de Cassini (à droite), datant de 2004, montre une tempête dans l’atmosphère d’une géante appelée Dragon, qui est la source puissante de l’émission radio détectée par Cassini. Cette émission radio est très similaire aux éclats d’émission radio générés par la foudre sur Terre. En 2009, Cassini a renvoyé des images d’éclairs dans l’atmosphère de Saturne.
Voyager 1 a été lancée le 5 septembre 1977 et se trouve actuellement à environ 17 milliards de kilomètres du Soleil. C’est le vaisseau spatial le plus éloigné. Voyager 2, lancée le 20 août 1977, se trouve actuellement à environ 14 milliards de kilomètres du Soleil.
Un clip réalisé à partir d’images prises par la sonde Cassini montre les ouragans et les tempêtes qui circulent autour du pôle nord de la planète.
Les Voyager ont été construites au JPL, qui est géré par le California Institute of Technology. La mission Cassini-Huygens est un projet commun de la NASA, de l’Agence spatiale européenne et de l’Agence spatiale italienne. Le JPL exploite également Cassini, et l’orbiteur ainsi que ses deux caméras embarquées ont été conçus, développés et assemblés au JPL.
Vidéo montrant les découvertes de Cassini au cours de ses 15 années d’activité
Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023