CASSINI-HUYGENS (MISSION)

Le vaisseau spatial et sa charge utile

L’orbiteur Cassini et, à son bord, la sonde Huygens constituent le plus massif et le plus complexe des vaisseaux spatiaux construits à ce jour. Lors de son lancement, Cassini avait une masse totale de 5 712 kilogrammes (dont 2 950 de carburant) et Huygens pesait 348 kilogrammes. Cassini embarquait trois générateurs thermoélectriques à radio-isotope (RTG, Radioisotope Thermoelectric Generator) pour fournir l’électricité nécessaire à cette mission devant se dérouler à une très grande distance du Soleil. Il mesurait 6,7 mètres de hauteur et 4 mètres de largeur. La complexité de l'engin spatial est justifiée par le programme ambitieux d'observations scientifiques.

La charge utile pour cette mission spatiale était constituée de douze instruments sur Cassini et six sur Huygens.

L’équipement de Cassini comportait ainsi :

– un radar pour cartographier la surface des satellites (la planète n’ayant pas de surface puisqu’elle est gazeuse) ;

– un système d'imagerie à deux caméras (ISS, Imaging Science Subsystem) ;

– un spectromètre et un imageur de cartographie dans les domaines visible et infrarouge (VIMS, Visible and Infrared Mapping Spectrometer) pour fournir des informations sur la surface des satellites et l’atmosphère de Saturne et de Titan ;

– un spectromètre infrarouge (CIRS, Composite Infrared Spectrometer) pour mesurer la structure thermique et chimique de l’atmosphère de Saturne et de Titan ;

– un analyseur de poussières cosmiques (CDA, Cosmic Dust Analyser) ;

– un spectromètre (CAPS, Cassini Plasma Spectrometer) pour étudier le plasma (un des quatre états de la matière, généré à partir d’un gaz électriquement neutre qui, soumis à un fort champ électromagnétique, devient un fluide conducteur) ;

– un spectrographe à imagerie dans l’ultraviolet (UVIS, Ultraviolet Imaging Spectrograph) ;

– un instrument de cartographie de la magnétosphère (MIMI, Magnetospheric Imaging Instrument) ;

– un spectromètre (RPWS, Radio and Plasma Wave Science) pour analyser les ondes plasma (générées par le vent solaire) et les émissions naturelles d'ondes radio ;

– un instrument de science radio (RSS, Radio Science Subsystem) pour mesurer les champs de gravité des différents objets ;

– un magnétomètre (MAG, Dual Technique Magnetometer) pour l’étude du champ magnétique de Saturne ;

– un spectromètre de masse ionique ou neutre (INMS, Ion and Neutral Mass Spectrometer)pourdéterminer la composition chimique des atmosphères et ionosphères de la planète et des satellites qui en possèdent.

Pour les télécommunications et la transmission des données vers la Terre, Cassini a utilisé trois antennes, dont une grande antenne parabolique fixe de quatre mètres de diamètre. Sur son orbite autour de Saturne, Cassini s’est trouvé entre 8,2 et 10,2 unités astronomiques (ua, unité correspondant à la distance Terre-Soleil, soit une distance de 149 597 870 km) de la Terre. Un temps de 68 à 84 minutes était nécessaire pour que les signaux radio puissent parcourir cette distance.

Les six instruments embarqués sur la sonde Huygens étaient les suivants :

– un instrument pour mesurer la structure (température, pression et densité) de l’atmosphère de Titan (HASI, Huygens Atmospheric Structure Instrument) ;

– un imageur-spectromètre pour étudier les propriétés physiques et chimiques de l’atmosphère et photographier la surface du satellite (DISR, Descent Imager/Spectral Radiometer) ;

– un analyseur par pyrolyse des aérosols de l’atmosphère (ACP, Aerosol Collector and Pyrolyser) ;

– un chromatographe et spectromètre de masse pour déterminer la composition atmosphérique (GCMS, Gas Chromatograph and Mass Spectrometer) ;

– un système qui récupère des signaux radio pour la mesure des vents par effet Doppler (DWE,[...]