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Dragonfly : un drone à l'assaut de Titan, le satellite de Saturne

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Une image du satellite Titan devant la planète Saturne, envoyée par la sonde Cassini.
Une image du satellite Titan devant la planète Saturne, envoyée par la sonde Cassini.
- NASA

Pour la quatrième mission du programme d'exploration "New Frontier", la NASA a décidé d'envoyer un drone de 2 mètres d'envergure explorer Titan, le satellite de Saturne, et seule lune du système solaire à posséder une atmosphère. Sa mission : y déceler des traces de vie.

La mission devrait être lancée en 2026 pour parvenir à destination huit ans plus tard, sur Titan, la plus grande lune de Saturne, en 2034. Mais contrairement aux missions envoyées vers Mars, ce ne sera pas un rover qui partira explorer le satellite, mais un drone. Une fois arrivé sur place, le drone de la mission Dragonfly - libellule en français - se détachera de la capsule parachutée dans l’atmosphère de Titan, activera ses huit rotors, et entamera une mission d'exploration prévue pour durer 2,7 années. 

"Titan ne ressemble à aucun entre endroit du système solaire, et Dragonfly à aucune autre mission", a précisé Thomas Zurbuchen, administrateur adjoint de la Nasa pour la science. Du fait d'une atmosphère quatre fois plus dense et d'une gravité sept fois plus faible que celle de la Terre, l'agence spatiale a en effet préféré ce nouveau moyen d'exploration pour la quatrième mission du programme d'exploration "New Frontier". Le drone octocoptère aura pour mission de parcourir plus de 175 km à la surface du satellite, une distance supérieure à deux fois celles parcourue par l'ingralité des rovers déployés sur Mars..

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Le drone, d'une envergure de plus de deux mètres et équipé de huit hélices, sera alimenté par un générateur thermoélectrique à radio-isotope, au même titre que le rover martien Curiosity. Il embarquera à son bord quatre instruments de mesure.  

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Un satellite analogue à la Terre primitive

Si la Nasa a choisi cette mission, c'est parce que Titan ressemble beaucoup à la Terre primitive. Elle a, tout comme la Terre, des océans à sa surface. Mais ces derniers sont composés d’hydrocarbure, essentiellement du méthane, rendu liquide par les températures ultra-basses du satellite, de - 179 ° C en moyenne. Si son atmosphère est, comme sur Terre, majoritairement composée d'azote, il y pleut en revanche du méthane.  

Une vue d'artiste des pluies de méthane sur Titan.
Une vue d'artiste des pluies de méthane sur Titan.
- David A. Hardy - NASA

"Visiter ce monde océanique mystérieux pourrait révolutionner ce que nous savons de la vie dans l'univers", a commenté l'administrateur de la Nasa, Jim Bridenstine. Le drone Dragonfly aura un parcours bien rempli, effectué en "bonds" d'environ 9 km : il se posera notamment à plusieurs endroits pour prélever des échantillons, des dunes équatoriales de Shangri-La - qui ressemblent aux dunes linéaires de Namibie -, au cratère de Selk, où se trouverait de l'eau à l'état liquide et des substances organiques, des molécules complexes qui contiennent du carbone, combinées avec de l'hydrogène, de l'oxygène et de l'azote, des éléments essentiels à l'apparition de la vie. 

La mission Dragonfly consistera donc à chercher des processus biochimiques semblables à ceux qui ont pu exister sur Terre, voire à trouver des indices de vie, éteinte ou, mieux encore, en activité. "Il est remarquable d'imaginer ce drone voler des kilomètres et des kilomètres à travers les dunes de sable organique de la plus grand Lune de Saturne, examinant les processus qui ont façonné cette environnement extraordinaire. Dragonfly explorera un monde rempli d'une grande variété de molécules organiques, qui sont les briques de la vie et pourraient nous aider à percer l'origine de la vie elle-même", s'est enthousiasmé Thomas Zurbuchen, l'administrateur adjoint de la Nasa pour la science.

Selon la Nasa, ce sont les 13 ans de données recueillies par la sonde Cassini-Huygens qui ont permis de déterminer un site d'atterrissage idéal pour la mission à venir, avec des conditions météorologiques stables. Cette mission avait pris fin en septembre 2017 : la sonde Cassini avait plongé dans l'atmosphère de Saturne. Prévue pour rester 4 ans en orbite autour de la planète aux anneaux, elle avait orbité autour pendant 13 ans, non sans avoir posé une sonde, Huygens, à la surface de Titan auparavant, comme le rappelait Jean-Pierre Lebreton, responsable scientifique et technique de la mission Cassini pour l’Agence Spatiale Européenne dans l'émission La Méthode scientifique :

Huygens n'était pas conçu comme un atterrisseur : on ne connaissait pas la surface de Titan. D'ailleurs initialement quand on a conçu Huygens on pensait que la surface de Titan était recouverte d'un océan global. On ne pouvait pas voir à travers l'atmosphère de Titan donc on ne savait rien sur la géologie de la surface. Huygens était conçu comme une sonde de descente sous parachute, et le principal des mesures a été fait pendant cette descente qui a duré 2 h 30. Par chance, Huygens s'est posé à la surface et Cassini a reçu des données pendant 70 minutes. 

58 min

La sonde Cassini, grâce à son instrument de mesure infrarouge, a permis de compléter ces données en dressant une cartographie du satellite de Saturne, considéré comme une proto-Terre. "On a parlé aussi de Terre au congélateur, remarquait Jean-Pierre Lebreton. Je ne suis pas sûr que ce soit une bonne expression, mais il s'avère que Titan est un monde très riche, très dynamique, il y fait froid certes mais il n'est pas du tout congelé. Mais c'est une atmosphère extrêmement dynamique, où il y a une activité fluviale intense. Il y a un cycle du méthane dans l’atmosphère de Titan et à sa surface comme il y a un cycle de l'eau sur Terre. C'est un monde bien plus fascinant que le phénomène de Terre congelée qu'on a pu évoquer."