Texte libre

Après une interruption de quelques mois pour des raisons personnelles, Solarnews reprend une activité plus régulière.  

 JUILLET 2006

SOLARNEWS SUIT LE RETOUR

DE DISCOVERY VERS L'ISS

AU JOUR LE JOUR

 

 

 

 

    

 

     

Dimanche 9 janvier 2005 7 09 /01 /Jan /2005 00:00

Dans une petite semaine, le vendredi 14 janvier à 9 h07 TU la sonde européenne Huygens pénètrera dans l’atmosphère de Titan pour une descente à haut risque mais d’un intérêt scientifique exceptionnel pour effectuer une série de mesures in-situ de l’atmosphère et de la surface.

Mais pourquoi ce choix de Titan qui mobilise l’intérêt des astrophysiciens depuis plus de 20 ans ?

 

DES CARACTERES SINGULIERS

 

 

TITAN est le plus gros satellite de Saturne (2575 km de rayon soit 40 % du rayon terrestre) et le 2° du système solaire après Ganymède. C’est un monde important car elle est plus grosse que certaines planètes comme Mercure et Pluton. Découverte par le hollandais Christian Huygens (astronome célèbre pour avoir compris la forme des anneaux de Saturne) en 1655, elle excite la curiosité des astrophysiciens depuis plus de 50 ans car c’est le seul satellite à posséder une atmosphère, particulièrement épaisse et orangée à cause des composés dérivés du méthane qu’elle contient

(dont on a repéré la signature par spectroscopie dès 1944).

 

Pourquoi Titan possède t’il une atmosphère et pas notre Lune qui a une masse proche ?

En comparant Titan à la Terre et à la Lune, on peut séparer le rôle de la gravité superficielle (et de la vitesse de libération) et celui de la température (et de la vitesse d'agitation des molécules).
La Terre et la Lune sont à la même distance du soleil et ont la même température assez élevée (à l'effet de serre près). Dans ce cas (température élevée identique et voisine de 0°C), c'est la gravité qui impose sa loi : sur la Terre avec une forte gravité, l'atmosphère est restée; sur la Lune avec une faible gravité, elle s'est échappée.
La Lune et Titan ont approximativement la même gravité superficielle (et la même vitesse de libération de 2,65 km/secondes), mais n'ont pas la même température. La (relativement) forte température de la Lune a entraîné l'échappement de toute l'atmosphère avec le temps; avec quasiment le même g, la faible température de Titan (-180°C) lui a permis de garder son atmosphère.

 

La stratosphère de Titan en juillet 2004 : l'image UV révèle les composés carboniques qui lui donnent sa couleur bleutée

 

Malheureusement celle-ci masque sa surface à toute observation par télescope dans le visible depuis la Terre. De plus, la période de rotation de Titan étant synchronisée avec sa période de révolution autour de Saturne, elle présente toujours la même face à la Terre.

 

LES REVELATIONS DE VOYAGER

 

La sonde Pioneer 11 en donna les premières photographies très lointaines dès 1979.

Il faudra néanmoins attendre le survol de Voyager 1 en 1980 qui passa à moins de 5000 km de cette cible considérée comme prioritaire (à tel point qu’on a dévié la trajectoire de la sonde qui ne survolera pas Uranus et Neptune contrairement à sa sœur Voyager 2) pour en savoir plus sur la composition de son atmosphère, mais sans que les images révèlent un sol qui restait inconnu.

 

Titan photographiée par Voyager à environ 5000 km : elle n'avait pas de camera IR pour voir sous la surface

 

Les analyses des instruments de Voyager révélèrent que cette atmosphère était riche principalement en azote comme la Terre (N2), mais aussi en méthane (CH4), un gaz instable dont on ignore l’origine, qui ne compose que 2 à 3% de l’atmosphère mais joue un rôle central. La photochimie du méthane (dissocié par les rayons UV) et la destruction des molécules de nitriles (à base de N2) par des ions accélérés par la magnétosphère de Saturne produisent une chimie organique complexe puisque Voyager a repéré la signature de nombreuses molécules organiques et azotées : l’acétylène, l’éthane, le propane,… etc et surtout de l’acide cyanhydrique (HCN), une grosse molécule qui intéresse les exobiologistes au plus haut point car c’est un polymère qui combiné à d’autres éléments dans de l’eau liquide donne des acides aminés et de l’adénine, une des 4 bases de l’ADN (et un composant de l’ATP) que l’on trouve au cœur des cellules de tous les êtres vivant sur Terre .

 

Certains évoquent dès lors l’idée que Titan serait une sorte de « Terre primitive mise au congélateur » (température de – 180°C au niveau du sol et très peu de luminosité sous 1600 km de brumes) car son atmosphère rappellerait celle de notre planète à l’origine (méthane,azote, pression proche avec 1.5 bars…) avant que la vie ne la transforme par la photosynthèse.

Cependant l’analogie reste grossière car on pense que la terre primitive possédait surtout du CO2 comme sur Vénus.

 

Image composite en fausses couleurs réalisée à l'aide de 3 filtres (UV, IR, visible)

 

Une vingtaine de composants organiques ont d’ores et déjà été identifiés sur Titan.

D’où la question : jusqu’à quel point a pu aller cette chimie prébiotique sur le chemin de la vie ? qui motiva certains scientifiques comme Daniel Gautier du LESIA (de l’Observatoire de Paris-Meudon) à proposer dès 1982 à l’Agence spatiale européenne d’adjoindre une sonde de rentrée atmosphérique sur Titan à la future mission Cassini d’exploration du monde de Saturne : l’idée de Huygens était née.

 

LE CYCLE DU METHANE A L’ORIGINE DE NOMBREUX COMPOSES ORGANIQUES

 

Les instruments de Huygens, notamment le collecteur d’aérosols (particules en suspension qui forment les brumes de Titan) et le spectromètre-chromatographe ont été conçus pour analyser la composition atmosphérique et isotopique de Titan et étudier la présence de molécules organiques. Les modèles chimiques très complexes élaborés dans les années 90 prévoient 3 couches de brumes différentes suivant l’altitude avec une décomposition du méthane très active dans les hautes couches qui donne de nombreux composés organiques par polymérisation dans les couches inférieures et un cycle du méthane semblable au cycle de l’eau sur Terre, le méthane s’évaporant depuis la surface et une partie se condensant en altitude pour retomber en pluies ou en neiges.

 

 L’azote connaîtrait un cycle similaire, de même que l’éthane. Mais tout ceci reste très hypothétique puisque les premières mesures atmosphériques réalisées par Cassini en 2004 ont infirmé la présence de certains gaz (comme l’argon) et décelé la présence de composés inattendus (benzène, diacétylène). Contrairement à ce que l'on croyait, Titan a perdu une grande partie de son atmosphère initiale. Le spectromètre de masse de Cassini a trouvé que l’atmosphère de Titan (95 % de N2) avait beaucoup plus d’isotopes lourds du nitrogène (azote) comparé à la forme légère. Les scientifiques pensent que quand les molécules de nitrogène se sont élevées vers la haute atmosphère, la forme légère a été balayée beaucoup plus efficacement.

 

UNE METEO ET UN SOL EXOTIQUES

 

Le 26 octobre 2004 ; Cassini a effectué le premier de ses 44 survols programmés de Titan, révélant les premières images IR et radar aussi précises de ce monde unique dans le système solaire.

Les premières surprises ont concerné la météo de Titan, sur laquelle on sait qu’il existe des vents très violents mais dont on ne connaît pas la circulation atmosphérique. Les images ont montré la présence d’un vortex de nuages blancs au pôle sud tourné face au soleil en cette saison qui pourrait être formé …d’éthane ou de polymères.

Animation du pôle Sud réalisée en octobre 2004

 

Celui-ci avait disparu au mois de Décembre où l’on a observé par contre à des latitudes tempérées la présence de panaches nuageux. On ne sait pas encore si les formations nuageuses observées par Cassini au pôle sud ou par les télescopes terrestres utilisant une optique adaptative (Keck, Gemini...) à des latitudes moyennes ; sont dues à des changements saisonniers de température dans l'atmosphère qui peuvent influencer le "cycle du méthane" ou à une activité géologique (cryovolcanisme) qui produirait des sortes de geysers de méthane à certains endroits.

 

La nature de la surface est l’autre grande question qui divise les scientifiques depuis une dizaine d’années. Les premières théories ont évoqué un gigantesque océan de méthane (qui peut être liquide dans les conditions de température et de pression) qui recouvrirait toute la surface. Puis les observations radar et infra-rouges menées par les grands télescopes terrestres (VLT, radiotélescope d’Arecibo…) et surtout grâce à Hubble en 1994 ont montré des zones d’albedo différent à la surface de Titan :

 

Animation du JPL montrant l'approche de Titan le 26 Octobre 2004: le continent blanc au profil découpé est surnommé Xanadu.

 

des zones claires très réfléchissantes (25%) qui pourraient être des continents recouverts de glaces d’hydrocarbures (mais cela suppose des montagnes très élevées de + 5000 m) et des zones sombres (75 %) qui pourraient être des mers d’hydrocarbures. D’où l’espoir de découvrir lors de la descente d’Huygens des paysages vraiment exotiques avec des mers agitées de vagues, des rivages, des falaises…

 

ON NAGE TOUJOURS EN PLEIN BROUILLARD DEPUIS LES PREMIERS SURVOLS DE CASSINI

 

Pourtant le 26 octobre 2004 les images de Cassini dans l’infrarouge percent l’opacité de l’atmosphère et déroutent les scientifiques du JPL. Voici ce qu’on en sait aujourd’hui début janvier 2005 par la presse, sachant que les images radar du survol du 13 décembre n’ont étrangement pas été commentées par la NASA et que des articles doivent sortir très prochainement dans la revue « Science » pour donner de premières hypothèses aux faits observés :

"La surface est beaucoup plus complexe que nous ne l'imaginions, avec des régions claires et d'autres beaucoup plus sombres, dont certaines ne sont vraisemblablement ni de la glace d'eau ni des lacs d'hydrocarbures,            explique Mme Coustenis, astronome spécialiste de Titan. Nous sommes obligés de trouver d'autres explications."

 

Hémisphère Nord : des longues stries de matériaux blancs qui évoquent un courant (rôle du vent? de glacires ?)

Les images IR montrent une surface jeune et dynamique puisque dépourvue de cratères d’impact, ce qui suppose une activité géologique intense. Les signaux radars excluent la présence d’océans et évoquent une topographie plutôt douce et dépourvue de pente (mais seule 1% de la surface a été sondée). Des stries blanchâtres sur des centaines de kilomètres dans les régions équatoriales évoquent l’action éolienne ou de glaciers mais ne permettent toujours pas de trancher sur la nature des matériaux. Pour les zones sombres des images radar, les scientifiques semblent privilégier l’hypothèse de lacs d’hydrocarbures ou de composés organiques. De manière générale la surface de Titan est très riche en molécules carbonées tombées du ciel : on trouve en grandes quantités une sorte de « bouillie organique primordiale » qui recouvre le sol.

Image radar d'une surface complexe et active : on ne connait pas la nature des matériaux qui s'entremêlent

 

Sur le plan géologique, on évalue la composition interne de titan à 50 % de roches (cœur rocheux) et 50 % de glaces (masses continentales). Le fait que Cassini n'ait pas détecté à ce jour de champ magnétique propre à Titan confirme que Titan ne possède pas de noyau liquide métallique.

Des structures linéaires (failles ?) évoquent une activité tectonique comme sur Triton ou Ganymède. La ligne de contact entre les zones claires et sombres pourrait être une ligne de plissures où de fines couches entrent en collision. Il n’est toujours pas évident de préciser quelle part de la surface est liquide ou solide. « Nous commençons à voir quelques choses que nous reconnaissons, mais la plus grande part de ce que nous voyons est très exotique » a résumé la géophysicienne Laurence Soderblom.

 

D’OU PROVIENT LE METHANE ?

L’équipe est aussi surprise par l’absence de cratères volcaniques et cherche à expliquer l’origine du méthane et des autres gaz présents en abondance dans l’atmosphère de Titan. Ce gaz  décomposé rapidement par les UV aurait dû disparaître en 10 millions d’anneés ! Il est renouvelé sur terre par les organismes vivants, mais sur Titan c’est exclu. La piste privilégiée est donc que cela doit venir de l’intérieur de la lune, mais par quel phénomène ? Selon Daniel Gautier, un océan liquide de méthane, d’ammoniaque et d’eau pourrait exister à 300 km de la surface piégé sous une croute de glace de 100 km. C’est d’ailleurs un des objectifs de Cassini d’apporter la preuve de ces couches liquides profondes en mesurant les distorsions du champ de gravité de Titan en différents points.

 

"Si-Si the cat": région surnommée ainsi sur cette image radar car la tête du chat pourrait être des lacs d'hydrocarbures

 

Dans ce manteau liquide malaxé par l’effet de marée de Saturne et  l'accumulation d'éléments lourds radioactifs dans le cœur de Titan (qui pourraient encore dégager une chaleur intense), les molécules de méthane et d’ammoniaque piégées dans les chlatrates (petites « cages » de molécules d’eau) remonteraient à la surface par des failles. Après ce dégazage l’azote moléculaire serait produit ensuite par la dissociation du NH3 par les UV.

 

DES NICHES POUR L’EVOLUTION MOLECULAIRE ?

 

On parle donc d’une sorte de cryovolcanisme (volcanisme froid) qui cracherait des rivières d’eau, de méthane et d’ammoniaque qui joue le rôle d’un antigel. Ces « laves » liquides mettraient quelques milliers d’années à se solidifier et entre temps une pluie de composés organiques y tomberaient depuis l’atmosphère : la solution serait donc de plus en plus concentrée. Cette hypothèse est particulièrement intéressante pour la chimie prébiotique car d’après l’exobiologiste François Raulin « les tholins déposés à la surface seraient alors en contact avec de l’eau liquide » ( au moins dans des interstices proches de la surface).

 

Image radar d'une coulée

due à un volcanisme de glace ?

 

Les tholins sont de grosses molécules complexes mal connues car on les forme en laboratoire en irradiant un mélange d’azote et de méthane. On pense que ces  oligomères C-H-N se forment  par l'action des électrons suprathermiques  du plasma de Saturne autour de  900-1000 kilomètres d’altitude et servent de noyaux de condensation pour des gouttelettes d’éthane qui retombent sur le sol. S’ils étaient durablement en contact avec de l’eau liquide chaude remontant du sous-sol, le solvant universel favoriserait des réactions chimiques et la formation d’acides aminés !

Mais ces niches ont-elles bénéficié d’une chaleur et surtout d’un temps suffisant pour la fabrication de protéines ?

D’ici à imaginer la vie, il y a un grand bond que personne ne se hasarde à faire…

 

 Dernière mosaïque de titan réalisée après le survol du 13 Décembre 2004: on distingue en haut une structure circulaire qui pourrait être un gros cratère d'impact et en bas peut être une chaîne de montagnes

 

Sources :

 

Sîtes de la NASA (JPL, Ciclops, Astrobiology) et de l’ESA

Articles de Ciel & Espace de juillet 2004 et janvier 2005

Article d’Espace Magazine de Janvier 2005

Article du Monde du 9 novembre 2004

Article d’Interstars sur Titan

 

Crédit des images : NASA

 

 

 

 

 

 

Par Lionel Bouton - Publié dans : solarnews
Ecrire un commentaire - Voir les 0 commentaires
Mercredi 15 décembre 2004 3 15 /12 /Déc /2004 00:00

La découverte du système de Saturne commence juste et déjà la NASA nous allèche avec une étude sur l'exploration de Neptune et de ses satellites pour un lancement vers 2016 et une arrivée vers ... 2035 !

 

 La géante bleue du système solaire et la "grande tâche noire "de l'hémisphère sud, un vaste système anticyclonique (credit NASA)

 

Une équipe d'experts de la NASA et de Boeing Satellite Systems a planché sur l'intérêt de la chose : elle estime qu'après l'étude des géantes gazeuses les plus proches(Jupiter, Saturne) l'exploration du système solaire devrait être tournée vers les géantes plus froides (Uranus et Neptune) qui, du fait de leur distance lointaine au soleil (environ 20 UA du soleil pour Uranus et 30 UA pour Neptune), contiennent beaucoup plus de matériaux originaux de la nébuleuse protosolaire . Par exemple l’atmosphère de Neptune, si elle contient majoritairement de l’hydrogène moléculaire (80 %) et de l’Helium (19 %), possède aussi du méthane (1 %) ainsi que des traces de deutérium et d’éthane et des aérosols.

Neptune serait "une planète beaucoup plus brute,froide, moins influencée par les vents solaires, les collisions avec des comètes et des astéroïdes, et aurait beaucoup à nous apprendre sur le système solaire primordial" d'après le professeur Paul Steefes du Georgia Institute of Technology’s School of Electrical and Computer Ingineering, membre de l’équipe Neptune au titre de scientifique radio. Elle pourrait donc nous renseigner sur le processus de formation des planètes dans le système solaire primitif.

 

 

Une mission ambitieuse : 1 module principal et 5 lander !(credit Boeing Satellite Systems)

 

 

La mission embarquerait 3 sondes pour tester la composition de l'atmosphère de Neptune, son champ magnétique, sa gravité, sa composition isotopique, la dynamique des vents et la météo en général puisqu'on a observé récemment des orages à la surface de la géante bleue avec des vents pouvant aller jusqu’à 200 m/sec.

Elles seraient larguées dans l'atmosphère de Neptune à 3 niveaux différents : zone équatoriale, latitude moyenne et région polaire. Les ingénieurs concepteurs de la mission devront relever le challenge de la transmission des données à travers une atmosphère qui absorbe les ondes radios. L'équipe discute de la profondeur que les sondes pourraient atteindre dans l'atmosphère pour recueillir des données scientifiques valables : de 100 jusqu'à 500 ou 1000 atmosphères terriennes, ce qui représente l'équivalent d'une mission sous-marine profonde.

 

Vue de Triton composée de 3 images prises par Voyager 2 avec des filtres vert, violet et UV (credit NASA)

 

Cette mission à propulsion électro-nucléaire (projet Prométheus de la NASA) aurait pour but d'enquêter sur l'origine et la structure de Neptune, mais aussi sur le plus gros de ses 13 satellites, Triton (2700 Kms de diamètre), un petit monde glacé qui possède une rotation synchrone mais effectue une orbite rétrograde autour de Neptune. Les scientifiques souhaiteraient vérifier l’hypothèse que Triton serait un objet formé dans la ceinture de Kuiper et capturé plus tard par la géante gazeuse.

De tels objets sont en effet une clef pour comprendre l'évolution de notre système solaire.

 

2 lander recueilleraient des informations sur l'atmosphère de Triton et sa géochimie (en 1989 la sonde Voyager 2 a pris des images surprenantes d'éruption et de geysers gigantesques à sa surface...).

 

 Le pôle Sud de Triton pris le 25 Août 1989 (12 filtres combinés) (credit NASA)

 

source :

Article du site Astrobiology Magazine ( Vision of Neptune’s Triton) du 9 décembre 2004

Par Lionel Bouton - Publié dans : solarnews
Ecrire un commentaire - Voir les 1 commentaires
Vendredi 3 décembre 2004 5 03 /12 /Déc /2004 00:00

 

Cela fait 11 mois que les deux rovers géologues de la mission Mer explorent des régions proches de l'équateur martien, à la recherche d'indices flagrants d'une présence durable d' eau liquide ayant affecté les roches. La mission, d'un coût de 800 millions de dollars, a sucité un engouement très fort auprès du public américain, voire mondial, comme en témoigent les millions de clics enregistrés sur le site web du JPL les premiers jours après l'arrivée en janvier dernier.

image de western martien !

Les robots ont été conçus initialement par le Jet Propulsion Laboratory pour durer 3 mois et parcourir 200 m, mais finalement on en était fin octobre à 1,6 km pour Opportunity et 3,6 km pour Spirit , ce qui prouve que les ingénieurs de la NASA savent construire solide ! Ils sont alimentés par des panneaux solaires qui sont recouverts en partie au fil des jours par une mince couche de poussière, ce qui diminue l'énergie reçue par Spirit (400 W contre 900 au début), d'autant que l'on est entré dans l'hiver martien. Pourtant étrangement Opportunity garde toute son énergie nominale !

Le pilotage des rovers est assuré par un système semi-automatique complexe : les contrôleurs du JPL qui travaillent en équipe à l'heure martienne "pilotent" les robots en leur donnant des ordres à distance en fonction des images reçues par la caméra panoramique qui permettent de modéliser le terrain en 3D sur informatique, mais l'astromobile dispose de sa propre autonomie. Grâce aux rôle des navcams (caméras de navigation), le logiciel embarqué repère les obstacles éventuels et peut stopper le rover en cas de risque.Sur des distances plus longues, l'IA peut décider toute seule du meilleur chemin pour effectuer un parcours demandé ou encore s'arrêter pour demander des ordres.

Spirit au travail sur "Adirondack".

La mission MER innove donc considérablement par rapport au petit robot Sojourner de Pathfinder qui en 1997 n'a pu faire que quelques tours de chenilles entièrement guidés... Ceci grâce à l'application des progrès informatiques à la conduite d'un robot à une distance de 220 à 300 millions de km de la Terre !

Rappelons qu'outre des cameras dans le domaine du visible (Pan Cam) et de l'infrarouge (mini-TES), les robots de 185 kg chacun (contre seulement 11 kg pour leur grand frère, le petit Sojourner de la mission Pathfinder en 1997) sont équipés d'une panoplie d'instruments in-situ sur le bras articulé : spectromètres APXS pour déterminer la composition chimique des roches par leurs radiations et Mössbauer pour mesurer les abondances en métaux, un microscope, des cibles magnétiques et une fraise (le RAT) pour raboter les roches sur 5 mm pour analyser leur composition interne et dégager la couche de poussières avant les analyses...


Le bras robotisé de Spirit et tous ses instruments d'analyses

Le site de Spirit qui s'est posé le 4 janvier 2004 dans le cratère Gusev situé à 15°de latitude Sud, a été choisi par une géologue française qui travaille pour la NASA (Ames center), Nathalie Cabrol, car il pourrait être un ancien lac de cratère situé près de l'embouchure d'une vallée de débacle (Ma'adim) nettement visible sur les images de la sonde Mars Global Surveyor et les scientifiques espéraient y trouver des roches sédimentaires.

Le site d'Opportunity, arrivé le 25 janvier, est une plaine baptisée Terra Meridiani et choisie pour sa forte teneur en hématite (un oxyde de fer qui ne se forme qu'en présence d'eau) révélée par les analyses de l'autre sonde de la Nasa en orbite autour de Mars, Mars Odyssey.

Les séquences de l'"atterrissage"

Après une arrivée impeccable, les deux rovers ont eu des succès inégaux dans leur quête :
Spirit a conu une avarie majeure à cause d'un bug informatique au 18° jour de sa mission (satutation de sa mémoire flash) mais les informaticiens du JPL ont prouvé leur maitrise technique en reprogrammant l'ordinateur du rover à distance !
Malheureusement Spirit n'a trouvé que des roches volcaniques (basaltes avec présence d'olivine) pendant plusieurs mois, ce qui a provoqué une crise dans l'équipe scientifique du JPL au printemps après l'analyse infructueuse du cratère Bonneville, et le choix de lancer le robot vers les Columbia Hills dans un périple de plus de 3 km (record battu : +100 m dans un sol, une journée martienne).

Trajet de Spirit jusqu'au cratère "Bonneville"
vu par la sonde MGS en orbite !

En effet les scientifiques estiment maintenant qu'il y a bien eu de l'eau à une époque dans le cratère Gusev, mais que son histoire géologique est plus complexe que prévue. Les roches anciennes du cratère Gusev auraient pu être recouvertes par des cendres lors d'éruptions récentes du volcan Apollinaris Patera situé juste au Nord, et ils se sont basés sur des images infrarouges des sondes en orbite qui révèlent des roches affleurantes beaucoup plus chaudes la nuit sur les collines proches.

Celles-ci ont été atteintes dès le sol 155 et très vite l'analyse du rocher Clovis a fait apparaitre de fortes concentrations de sels de soufre, de chlore et de bronze, minéraux qui ne se forment qu'avec l'action de l'eau liquide. De même l'analyse de roches d'aspect "rongé" comme Pot of gold suggère une érosion par l'eau mélangée à du soufre.


Pot of Gold

Plus récemment l'analyse de roches stratifiées (Tetl, Uchben) semble révéler des couches de cendres volcaniques altérées par l'eau. Le plus difficile pour les équipes scientifiques , c'est de faire la part des rôles respectifs du volcanisme, du vent et de l'eau dans la formation des roches. Aujourd'hui Spirit a entrepris de grimper les collines malgré quelques problèmes avec une de ses roues (l'anomalie détectée au niveau des freins semble réglée, il s'agissait d'un défaut de capteur) pour se diriger vers une étendue blanchâtre qui pourrait être constituée d' évaporites, c'est à dire de dépôts de sels !

Opportunity a été plus chanceux en retombant "comme une bille dans un bol" au coeur du cratère Eagle : les premières images reçues par les scientifiques ont montré des strates affleurantes, les premières roches sédimentaires jamais trouvées sur Mars présentant elles-aussi des traces de minéraux et en particulier de jarosite, un sulfate de fer hydraté caractéristique des argiles, ainsi que du brome et du chlore et des minéraux riches en soufre (jusqu'à 47 % de sels de soufre sur la roche "Guadalupe")...


Oppy analyse les strates du cratère Eagle

Les scientifiques ont d'abord été intrigués par la texture particulière du sol
poussièreux ( "magic carpet")

et par la présence sur le sol et dans les affleurements de nombreuses sphérules pleines de 2 à 3 mm ou "myrtilles " d'hématite (un oxyde de fer), dont l'origine peut s'expliquer par plusieurs pistes (certaines même biologiques comme sur Terre !) :


Comme des myrtilles sur un "muffin" !

Selon Nicolas Mangold, géologue associé à la mission Mars Express, "ces sphères sont trop nombreuses dans les strates pour qu'elles soient le résultat d'un impact météoritique. Elles ne sont sans doute pas non plus d'origine volcanique ou éolienne : leur répartition est trop uniforme. Elles font plutôt penser à des concrétions, à des sédiments aqueux."


Des concrétions d'hématite résultant de l'action de l'eau

La caméra microscopique d'opportunity observe aussi sur certaines des roches (El Capitan, Guadalupe) des pseudomorphoses, c'est à dire des petites cavités ("vugs") en forme d'aiguilles qui ont pu être formées par des cristaux développés puis dissous lors du passage de l'eau dans la roche.


Pseudomorphoses sur "El capitan"

Ce faisceau de preuves permet à la Nasa d'annoncer lors d'une conférence de presse le 2 mars qu'Opportunity a trouvé de forts indices de présence d'une mer salée ancienne et durable dans Terra Meridiani.

Cet été, Opportunity est descendu malgré les risques de dérapage (pente de 25 ° alors que les tests au JPL ont révélé qu'il pouvait supporter juqu'à 28°) dans le grand cratère Endurance pour en étudier les couches rocheuses.


"Burns Cliff", un des bords du cratère Endurance

On estime que ce cratère d'impact semblable au "météor crater " en Arizona a été le siège d'une sédimentation calme et lente qui aurait donné naissance aux strates sédimentaires d'argiles comme au fond d'un lac. L'analyse de plusieurs zones rocheuses présentant des craquelures (Escher, Wopmay)

"Wopmay",
une roche craquelée par le gel de l'eau ?

donne une forte présomption de présence d'eau qui aurait fait éclater ces roches (gel ?) après la formation du cratère. Le robot est actuellement en train d'étudier l'affleurement surnommé "burns cliff" mais à distance car il a tendance à déraper et devra retourner sur ses traces pour sortir du cratère Endurance par son chemin d'origine.

Le cratère Endurance et ses dunes au centre

Il doit en ressortir dans les prochains jours pour prendre une vue 3D à 360 ° du cratère et étudier son bouclier thermique qui est retombé non loin et peut apprendre beaucoup aux ingénieurs pour les prochaines missions au sujet des contraintes subies pendant la rentrée atmosphérique.

"Viking orbiter"
vue par la caméra de Spirit, la sonde qui servit de relai aux deux stations posées sur Mars en 1976 : une trace archéologique des activités passées de l'homme sur Mars !


Fin octobre, les rovers avaient pris à eux deux plus de 50 000 images soit 7 fois plus que les sondes Vikings en leur temps ! Il ont l'air de bien supporter l'hiver martien et la baisse d'ensoleillement qui aurait pu affecter leur alimentation électrique : prévu pour une mission de 90 sols à l'origine, les deux rovers ont déjà effectué 3 fois plus !
La mission a déjà été prolongée de 6 mois par la NASA (2°extension commencée le 1er Octobre), laquelle a cependant réduit les équipes.

Certes les résultats obtenus par les deux rovers sont partiels et demandent encore des analyses complémentaires pour permettre aux scientifiques d'échafauder des hypothèses qui tiennent la route sur le rôle exact de l'eau dans la formation des plus anciennes roches martiennes. On peut objecter que les traces de sédiments sont faibles ailleurs que dans Terra Meridiani et qu'on n'a pas trouvé beaucoup de carbonates notamment, ce qui tendrait à prouver que les mers primitives sur Mars étaient très acides avec beaucoup de sufates provenant du volcanisme actif à l'époque.


La preuve d'un fort courant dans les strates du cratère Eagle

Mais l'essentiel est que l'on a la preuve que des mers ou des océans durables ont existé à l'origine sur Mars, ce qui plaide pour le scénario selon lequel Mars a eu un passé chaud et une atmosphère dense voici 4,5 à 3,8 milliards d'années. On sait depuis maintenant des dizaines d'années que l'eau a existé sous forme liquide sur Mars (et existe encore essentiellement sous forme de glaces et de traces de vapeur d'eau), mais s'agissait-il d'écoulements temporaires ou avait-elle perduré à l'état liquide durablement ?


Le vendredi 3 décembre 2004 est paru dans la prestigieuse revue "Science" la synthèse des travaux des scientifiques qui ont travaillé sous la direction de Steve Squyres sur les découvertes d'Opportunity.
Comme l'altération, l'évaporation, la sédimentation,sont des processus géologiques qui prennent du temps, ils concluent à une présence d'eau liquide durable, mais intermittente sur Terra Meridiani. Les caractéristiques des roches citées plus haut suggèrent que l'eau est venue et repartie à plusieurs reprises, suivant les cycles d'assèchement/réhydratation des lacs de certains déserts terrestres... Ces fluctuations ainsi que la probable forte acidité et salinité des eaux ont pu poser des défis à la vie, mais pas forcément insurmontables selon les chercheurs. D'après eux, le type de roches (argiles et évaporites) de Terra Meridiani est même propice à la préservation de fossiles !

Reste à savoir si des formes de vie primitives ont pu s'y développer, mais pour cela il faudra bien d'autres missions... robotisées avec retour d'échantillons mais aussi humaines !

 

Par Lionel Bouton - Publié dans : solarnews
Ecrire un commentaire - Voir les 1 commentaires
Samedi 27 novembre 2004 6 27 /11 /Nov /2004 00:00


Avant l'arrivée des sondes Voyager, les planétologues pensaient que les lunes de Saturne se ressemblaient et étaient, à part l'énigmatique Titan, dotée d'une atmosphère orangée opaque aux télescopes terrestres, des satellites glacés et morts.
En fait sur les 31 satellites connus de Saturne qui forment un mini-sytème très complexe, Voyager a révélé bien des surprises sur lesquelles Cassini a commencé à enquêter : revue de détail d'un monde d'une grande diversité.

- PHOEBE , le plus éloigné des satellites, a l'orbite la plus excentrique et une origine qui intrigue les scientifiques.

Phoebe photographiée par Cassini le 20 juin 2004
un corps qui témoigne d'une histoire chaotique


C'est le premier objet survolé par Cassini dès juin qui a transmis des images superbes révélant un planétoïde irrégulier de 220 km composé de glace recouverte d'une fine couche sombre et fortement cratérisé. Les scientifiques pensent que Phoebe pourrait être un satellite né très loin dans la ceinture de Kuiper qui aurait migré pour des raisons inconnues et aurait été capturé par Saturne.

- JAPET, l'une des plus grosses lunes de 1440 km de diamètre, a deux faces d'albédo très différent (une sombre , l'autre claire sans doute recouverte de glace) avec une frontière très nette.


Japet photographié par Voyager 2-image retraitée en fausses couleurs-

Quelle est la nature et l'origine de ces matériaux ? Les analyses du radio-télescope d'Arecibo ont montré que le matériau sombre n'aurait que quelques centimètres d'épaisseur et pourrait provenir de matériaux organiques ou de particules de poussière éjectées de Phoebe, ou alors d'une activité géothermique insoupçonnée..

- HYPERION a une orbite excentrique et une forme irrégulière qui s'explique par sa petite taille de 266 km car les corps rocheux doivent avoir un diamètre > 500 km pour être ronds...

Hypérion photographié par Cassini le 29 septembre

On suppose qu'il est né d'une collision qui a emporté une partie de cette lune, la plus ancienne du système de Saturne.

- ENCELADE , RHEA et DIONE sont des lunes glacées mais aux terrains accidentés et avec des trainées blanches qui pourraient témoigner d'une activité cryovolcanique qui renouvellerait leurs glaces.La caméra à haute résolution de Cassini devrait s'intéresser de près aux trainées de glace de Dione en décembre 2004.


La face "arrière" de Dione vue par Cassini le 26 novembre 2004


Encelade est le corps le plus réfléchissant du système solaire. Il présente une surface varié, tantôt lisse, tantôt légèrement cratérisée, ce qui évoque une surface jeune. D'autre part la surface glacée d'Encelade, soumis aux effets de marée de Saturne, pourrait cacher un océan d'eau et d'ammoniaque dont on a détecté des traces. 4 survols d'Encelade sont prévus, le premier dès le 17 février 2005.

- Les nombreux impacts de cratères (avec des pics au milieu) sur RHEA et TETHYS témoignent d'une surface très ancienne.


Tethys et ses multiples cratères dont le relief est mis en valeur par le terminateur
sur cette image prise le 24 novembre 2004


Les images de Voyager ont montré une faille de 750 km de long sur Tethys, ce que Cassini doit étudier lors d'un survol en septembre 2005. Sa densité proche de l'eau suggère que Tethys est principalement composé de glace d'eau. Rhéa doit être survolé à seulement 500 km le 6 novembre 2005.


"L'oeil" de Rhéa vue par Cassini

- Les petits "satellites bergers"

 qui cohabitent sur la "limite de Roche" (en deça de laquelle tout corps est inévitablement broyé par l'attraction gravitationnelle de la géante gazeuse) sont Janus et Epiméthée entre l'anneau F et G , Prométhée et Pandore au niveau de l'anneau F, Pan dans la division de Encke et Atlas proche de l'anneau A. Sur une animation de la Nasa, http://photojournal.jpl.nasa.gov/animation/PIA06076 Cassini a filmé les révolutions respectives de 5 des bergers : Janus, Epiméthée et Pandore à l'extérieur de l'anneau F; Prométhée et Atlas entre l'anneau F et A.


 


Prométhée découvert par Cassini : 102 km seulement !

Tous, inférieurs à 100 km de diamètre, sont mal connus et vraisemblablement seulement les plus gros d'une population de minisatellites dont beaucoup restent à découvrir. Ainsi ont été annoncés depuis cet été la découverte de 5 petits satellites , dont deux de 3 à 4 km de diamètre seulement entre les orbites de Mimas et Encelade (repérés par Sébastien Charnoz de l'Université Paris 7 membre de l'équipe d'imagerie). ../../lib/1/5/4551/files/sat-S2-movie.gif

Ces deux petites lunes orbitent entre Mimas et Encelade, contrairement aux modèles théoriques qui prévoyaient qu'elles auraient dû être expulsées par les influences gravitationnelles des gros satellites.


C'est aussi le cas de ce petit satellite de 4 à 5 km découvert à partir d'une série d'images prises le 21 juin 2004 sur le bord extérieur de l'anneau F.

../../lib/1/5/4551/files/PIA06115MOD1-L.gif


Les interactions entre les anneaux et les "satellites gardiens" sont complexes :
- ainsi le petit satellite Pan de 20 km de diamètre seulement serait responsable de l'existence de la division de Encke

- Prométhée et Pandore sont les gardiens de l'anneau F qu'ils maintiennent par confinement


Prométhée rentre et sort de l'anneau F

- le bord net et tranchant de l'anneau B serait maintenu par une résonance gravitationnelle avec Mimas.

-On pense aussi que les anneaux  pourraient repousser certains satellites de plus en plus vers l'extérieur du système. Janus échange périodiquement son orbite avec Epiméthée. Cassini doit relever leurs éphémérides précisément.

 


Féérie de Mimas qui se découpe sur l'hémisphère Nord de Saturne  En bas l'anneau A avec la division de Encke et le fin anneau F


Enfin un "recyclage permanent " de matériaux s'opère entre les anneaux et plusieurs satellites plus ou moins lointains. Ainsi Voyager a montré que Mimas semble être le principal fournisseur de l'anneau A et Encelade serait responsable par "dégazage" de nuages de glace de l'anneau E.


- MIMAS présente un cratère (surnommé Herschel du nom de l'astronome qui l'a découvert) gigantesque de 130 km de large et 10 km de profondeur qui témoigne d'un impact terrible auquel on se demande comment il a survécu...


Mimas le cyclope, une des premières images envoyées par Cassini

- TITAN, le plus gros satellite de Saturne et le deuxième du système solaire, avec un diamètre de 5150 km, est le seul à posséder une atmosphère très dense composée d'azote et de méthane qui masque une surface mystérieuse.

Voyager y a décelé des molécules complexes issues de la photodissociation du méthane par les UV : éthane, propane, acétylène, benzène... et aussi de l'acide cyanhidrique qui est une molécule carbonée à la base des protéines et peut être le signe qu'une chimie prébiotique (à la base de l'évolution qui donnera la vie) est à l' oeuvre sur Titan. Cassini passera 45 fois au dessus de Titan, jusqu'à une distance de 950 km. On attend surtout du petit module européen Huygens qu'il nous livre les secrets de cette "Terre primitive au congélateur"...

Mosaïque de Titan reconstituée par le JPL à partir d'images du Flyby du 26 octobre 2004





Par Lionel Bouton - Publié dans : solarnews
Ecrire un commentaire - Voir les 0 commentaires
Jeudi 25 novembre 2004 4 25 /11 /Nov /2004 00:00


Depuis le 1er Juillet 2004, la sonde Cassini est en orbite autour de saturne, la deuxième plus grosse géante gazeuse de notre système solaire, pour une mission d'exploration d'au moins 4 ans, la plus ambitieuse jamais conçue.
Cassini, c'est un peu la rolls des sondes spatiales, fruit d'une coopération Nasa-Asi (Agence Spatiale Italienne) -Esa (l'Agence spatiale européenne qui a réalisé notamment le petit module Huygens qui doit étudier le satellite Titan en janvier prochain. d'un coût de 3,2 milliards de dollars, c'est une mission très ambitieuse sur le plan scientifique, peut-être la dernière des grandes missions de la période actuelle et embarque une vingtaine d'instruments scientifiques (12 pour l'orbiteur, 8 pour l'aterrisseur) pour un "check-up" complet du système de Saturne, le plus vaste de notre système solaire avec 37 lunes connues (dont 6 découvertes par Cassini depuis son arrivée en juillet)...

Lancée le 15 Novembre 1997 depuis Cap Canaveral,

Lancement réussit à travers un nuage !

il lui a fallut 7 ans de voyage pour parcourir 3,5 milliards de kms grâce à 3 rebonds gravitationnels autour de Venus, de la Terre et de Jupiter, nécessaires pour propulser une masse de 5,6 tonnes.

Pourquoi retourner vers Saturne déjà révélée par les sondes Pioneer 11 en 1979 et Voyager 1 & 2 en 1980-81 ?
En fait si les Voyager ont révélé toute la richesse et la diversité du système saturnien, elles sont passées très vite à plus de 100 000 km et n'ont guère eu le temps d'effectuer des analyses poussées. Cassini va rester au moins 4 ans, voire 6 ou 7 ans aux abords de Saturne, si ses batteries nucléaires le lui permettent. Elle devrait accomplir 74 révolutions autour de la planète géante dont 44 passages près de Titan, le plus gros satellite du système et la cible la plus excitante de cette mission car elle possède une atmosphère dense et opaque qui intrigue les astronomes et les exobiologistes ...


Portrait de saturne en couleur pris le 27 Mars 2004


Les caméras de Cassini doivent prendre des centaines de milliers d'image de Saturne, ses anneaux et ses satellites dans toutes les longueurs d'ondes, une véritable mine d'or pour les 250 chercheurs répartis dans le monde entier, d'autant qu'elles seront d'une résolution 1000 fois meilleure que celles de Voyager. Ses spectromètres doivent lui permettre aussi d'étudier la composition des corps et des anneaux et son magnétomètre la magnétosphère de Saturne ...



Il faudra au moins 20 ans pour en extraire toutes les informations car comme le dit si bien André Brahic, "Généralement si l'on se pose une question, lorsqu'un engin spatial arrive sur place, on la remplace par 20 nouvelles questions."

Par Lionel Bouton - Publié dans : solarnews
Ecrire un commentaire - Voir les 0 commentaires
Créer un blog gratuit sur over-blog.com - Contact - C.G.U. - Rémunération en droits d'auteur - Signaler un abus