Destination Saturne 2004  Le périple des sondes Cassini et Huygens

Les acteurs
  Cassini est porteuse d'une douzaine d'instruments scientifiques, dont une caméra, un radar et divers appareils de mesure des champs magnétiques, d'analyse des particules, du rayonnement infrarouge et de la composition de Saturne, de ses anneaux et de ses lunes. La sonde, chapeautée par l'antenne parabo- lique blanche qui assurera les communications à grande distance, mesure 6,7 mètres de haut et pèse 5 712 kilogrammes. Son énergie électrique est produite par trois générateurs thermonucléaires (RTG). La sonde Huygens, qui s'apparente à un bouclier doré accroché sur le côté de Cassini, fait 2,7 mètres de diamètre et pèse 320 kilos. Munie de parachutes, elle est dotée de deux caméras (qui photographieront la descente et, possiblement, l'arrivée au sol), d'appareils d'analyse de l'atmosphère de Titan, de mesure des vents et d'un collecteur de particules atmosphériques.

Première étape vers Saturne : l'assemblage des deux sondes
  Après des années de préparation, les ingénieurs de la NASA procèdent au printemps 1997 à l'assem- blage final de la sonde Cassini. Sur ces photos, ils déposent la partie supérieure de l'engin, qui com- prend l'antenne parabolique, sur le module inférieur qui contient le carburant et les moteurs.
  D'autres ingénieurs préparent la sonde Huygens, fabriquée en Europe, avant de l'accoler à Cassini.

Pendant ce temps, au pas de tir 40…
  Fin mai 1997, au complexe de tir 40 de Cape Canaveral, on procède au montage de la fusée porteuse Titan IVB dont le lancement est prévu pour le 6 octobre. D'une hauteur de 56 mètres (l'équivalent d'un immeuble de dix-huit étages), ce lanceur est constitué d'une fusée centrale Titan (semblable à celles qui lançaient autrefois les astronautes du programme Gemini) flanquée de deux gros boosters blancs qui ont la même fonction que ceux de la Navette spatiale. Chacun fait 34 mètres de haut, a un diamètre de 3,2 mètres et contient plus de 300 tonnes de poudres. Cette Titan IVB sera chapeautée d'une immense coiffe blanche dans laquelle se trouve un étage-fusée Centaur et les sondes Cassini-Huygens.

Enfin prêtes… destination le sommet de la fusée-porteuse
  Entre temps, tout l'électronique et les appareils scientifiques ont été installés sur la sonde Cassini. Celle-ci est ensuite posée sur l'adapteur conique qui sera rivé au sommet de la fusée porteuse. Sur
la photo de droite, on distingue clairement Huygens (en forme de bouclier doré).
  Les sondes Cassini-Huygens sont préparées à leur transport vers le complexe de tir 40 de Cape Cana- veral. Encapsulées sous un revêtement protecteur foncé, elles sont acheminées jusqu'au pas de tir, puis hissées au sommet de la Titan IVB/Centaur.

Au pas de tir
  Nous voici au sommet de la structure protectrice de la fusée Titan alors que la sonde Cassini est fixée
au lanceur. Par la suite, les techniciens installent les deux moitiés de l'immense coiffe blanche — qui fait 5,9 mètres de diamètre et 20 mètres de haut — qui protège les sondes durant les premières minutes de vol.
  La structure protectrice de la fusée est retirée, faisant place à la fusée qui paraît d'un blanc immaculé sous les feux intenses des projecteurs. Tout est fin prêt pour le décollage...
  Après huit années de préparatifs, le lancement survient le 15 octobre 1997 à 4h43 est (8h43 tu) à
Cape Canaveral.  Au départ, seuls les deux boosters latéraux sont allumés.  Ils propulsent la fusée
durant 2 minutes et 22 secondes jusqu'à l'altitude de 66 kilomètres.  Ce n'est que dix secondes avant leur extinction que les moteurs de la fusée centrale Titan s'allument.  Ils propulsent les sondes jusqu'à 111 km d'altitude, puis le second étage prend la relève jusqu'à 200 km.  Finalement, l'étage Centaur complète le lancement en expédiant le duo Cassini-Huygens en orbite autour du Soleil.

De la Terre à Saturne... en passant par Vénus et Jupiter !

Avant de parvenir jusqu'à Saturne, le duo de sondes complétera deux orbites autour du Soleil et croisera successivement Vénus (deux fois), la Terre puis Jupiter. Ces manœuvres, dites d'assistance gravitation- nelle, augmentent la vitesse des sondes par rapport au Soleil.  C'est ainsi qu'elles acquièrent l'énergie nécessaire pour parvenir à destination.
 

Le duo CassiniHuygens passe à 300 kilomètres de Vénus le 21 avril 1998 et le 22 juin 1999 à 1 530 km.  Ensuite, il survole la Terre à 800 kilomètres le 17 août 1999 puis file en direction de Jupiter, qu'il croise le 30 décembre 2000 à 10 millions de kilomètres.

1er juillet 2004 : l'arrivée à Saturne
  La seconde phase critique de la mission, après le lancement, est l'insertion autour de Saturne.  Le 1er juillet 2004, Cassini passe extrêmement près de Saturne, tout juste au-dessus des anneaux, où elle allume son moteur principal durant 94 minutes afin de freiner suffisamment pour être capturée par la gravitation de la planète. La sonde amorce alors la première des quelques 75 orbites qui l'amènera au cours des quatre années suivantes, à survoler plusieurs des lunes de Saturne.
 

Durant les sept années de voyage interplanétaire, la petite sonde Huygens demeure accrochée sur le côté de Cas- sini.  Le 6 novembre 2004, soit vingt-deux jours avant de pénétrer dans l'atmosphère de Titan, elle s'en détache et amorce sa longue descente vers le plus gros satellite naturel du Système solaire.  Huygens atteint l'atmosphère de Titan le 27 novembre, et y pénètre à la vitesse de 20 000 kilomètres à l'heure.  La sonde est conçue pour résister à des températures extrêmes, du froid terrible du vol interplanétaire (-200 C) à la chaleur torride de la rentrée (12 000 C).  La traversée des premières couches atmosphériques a pour effet de ralentir considérablement la sonde.  Par la suite, Huygens se sert de parachutes pour se stabiliser et ralentir sa descente. Pendant que ses instruments analysent la nature de l'atmosphère, que l'on compare à celle de la Terre aux temps primitifs, des caméras photographient les environs.  Peut-être décou- vrirons-nous une surface inimaginable...

Crédit photo : NASA (JPL et KSC)