Le vaisseau spatial Cassini de la NASA a encore quelques mois avant de terminer sa mission en septembre, mais le vétéran explorateur de Saturne franchit aujourd'hui une nouvelle étape. le solstice de Saturne, c'est-à-dire le jour le plus long de l'été dans l'hémisphère nord et le jour le plus court de l'hiver dans l'hémisphère sud – arrive aujourd'hui pour la planète et ses lunes. Le solstice saturnien se produit environ tous les 15 ans terrestres alors que la planète et son entourage tournent lentement autour du soleil, les hémisphères nord et sud alternant leurs rôles de pôles d'été et d'hiver.

Atteignant le solstice, et en observant les changements saisonniers dans le système de Saturne en cours de route, était un objectif principal de la mission Solstice de Cassini, le nom de la deuxième mission prolongée de Cassini.

Cassini est arrivé à Saturne en 2004 pour sa mission principale de quatre ans visant à étudier Saturne, ses anneaux et ses lunes. La première mission prolongée de Cassini, de 2008 à 2010, était connue sous le nom de Mission Equinox. Au cours de cette phase de la mission, Cassini regarda la lumière du soleil frapper les anneaux de Saturne par la tranche, projetant des ombres qui ont révélé de nouvelles structures d'anneaux spectaculaires. La NASA a choisi d'accorder au vaisseau spatial une tournée supplémentaire de sept ans, la Mission Solstice, qui a débuté en 2010.

"Pendant la mission du solstice de Cassini, nous avons assisté, de près pour la première fois, à une saison entière à Saturne, " a déclaré Linda Spilker, Scientifique du projet Cassini au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadéna, Californie. "Le système Saturne subit des transitions dramatiques de l'hiver à l'été, et merci à Cassini, nous étions aux premières loges."

Saturne

Au cours de sa Mission Solstice, Cassini a vu une tempête géante éclater et encercler la planète. Le vaisseau spatial a également vu la disparition des teintes plus bleues qui s'étaient attardées dans l'extrême nord alors que des brumes printanières commençaient à s'y former. Les brumes font partie de la raison pour laquelle les caractéristiques de l'atmosphère de Saturne sont plus atténuées dans leur apparence que celles de Jupiter.

Les données de la mission ont montré comment la formation des brumes de Saturne est liée aux variations saisonnières des températures et de la composition chimique de la haute atmosphère de Saturne. Les chercheurs de Cassini ont découvert que certains des composés d'hydrocarbures à l'état de traces, des gaz comme l'éthane, propane et acétylène—réagissent plus rapidement que d'autres aux variations de la quantité de lumière solaire au cours de l'année de Saturne.

Les chercheurs ont également été surpris que les changements observés par Cassini sur Saturne ne se soient pas produits progressivement. Ils ont vu des changements se produire soudainement, à des latitudes spécifiques dans l'atmosphère en bandes de Saturne. "Finalement, tout un hémisphère subit un changement, mais il y parvient par ces sauts à des bandes de latitude spécifiques à différents moments de la saison, " dit Robert West, membre de l'équipe d'imagerie Cassini au JPL.

Anneaux

Après l'équinoxe et en continuant vers le solstice d'été du nord, le soleil montait toujours plus haut au-dessus de la face nord des anneaux. Et comme le soleil se lève plus haut, sa lumière pénètre plus profondément dans les anneaux, les chauffer aux températures les plus chaudes observées pendant la mission. La lumière du soleil du solstice aide à révéler aux instruments de Cassini comment les particules s'agglutinent et si les particules enfouies au milieu du plan de l'anneau ont une composition ou une structure différente de celles des couches externes des anneaux.

L'angle changeant de Saturne par rapport au soleil signifie également que les anneaux sont inclinés vers la Terre de leur montant maximum au solstice. Dans cette géométrie, Le signal radio de Cassini passe plus facilement et plus proprement à travers les anneaux les plus denses, fournissant des données de qualité encore plus élevée sur les particules de l'anneau là-bas.

Titan

Cassini a observé la plus grande lune de Saturne, Titan, changer avec les saisons, avec des explosions dramatiques occasionnelles d'activité des nuages. Après avoir observé des nuages ​​de tempête de méthane autour du pôle sud de Titan en 2004, Cassini a observé la transition des tempêtes géantes vers l'équateur de Titan en 2010. Bien que quelques nuages ​​​​du nord aient commencé à apparaître, les scientifiques ont depuis été surpris du temps qu'il a fallu pour que l'activité des nuages ​​se déplace vers l'hémisphère nord, défier les modèles climatiques qui avaient prédit une telle activité aurait dû commencer plusieurs années plus tôt.

"Les observations sur la façon dont les emplacements de l'activité des nuages ​​changent et combien de temps ces changements prennent nous donnent des informations importantes sur le fonctionnement de l'atmosphère de Titan et aussi sa surface, car les précipitations et les vents changent également avec les saisons, " dit Elizabeth Tortue, un associé de l'équipe d'imagerie Cassini au laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins à Laurel, Maryland.

En 2013, Cassini a observé une accumulation soudaine et rapide de brume et de traces d'hydrocarbures dans le sud qui n'avaient été observées auparavant que dans l'extrême nord de Titan. Cela a indiqué aux scientifiques qu'un renversement saisonnier était en cours, dans laquelle la circulation atmosphérique principale de Titan change de direction. Cette circulation canalisait apparemment des produits chimiques d'hydrocarbures frais de plus près de l'équateur vers le pôle sud, où ils étaient à l'abri de la destruction par la lumière du soleil alors que ce pôle s'enfonçait plus profondément dans l'ombre hivernale.

Encelade

Pour Encelade, le changement saisonnier le plus important a été le début de l'obscurité hivernale dans le sud. Bien que cela signifiait que Cassini ne pouvait plus prendre d'images éclairées par le soleil de la surface géologiquement active, le vaisseau spatial pouvait observer plus clairement la chaleur provenant de l'intérieur même d'Encelade. Avec le pôle sud de la lune glacée dans l'ombre, Les scientifiques de Cassini ont pu surveiller la température du terrain là-bas sans se soucier de l'influence du soleil. Ces observations aident les chercheurs à mieux comprendre l'océan mondial qui se trouve sous la surface. De la région polaire sud de la lune, cet océan caché projette un panache imposant de glace et de vapeur dans l'espace que Cassini a directement échantillonné.

Vers la dernière étape

Alors que le solstice de Saturne arrive, Cassini est actuellement dans la phase finale de sa longue mission, appelé sa grande finale. Pendant 22 semaines du 26 avril au 15 septembre, le vaisseau spatial effectue une série de plongées spectaculaires entre la planète et ses anneaux glacés. La mission retourne de nouvelles informations sur l'intérieur de la planète et les origines des anneaux, ainsi que des images plus proches de Saturne que jamais auparavant. La mission se terminera par un dernier plongeon dans l'atmosphère de Saturne le 15 septembre.