Magazine Observatoire de Paris n°10 jun/jui/aoû 2008
Magazine Observatoire de Paris n°10 jun/jui/aoû 2008
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°10 de jun/jui/aoû 2008

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (220 x 307) mm

  • Nombre de pages : 32

  • Taille du fichier PDF : 22 Mo

  • Dans ce numéro : spécial spatial.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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Images de la CALOTTE POLAIRE SUD DE MARS par l’instrument OMEGA montrant la présence de glace d’eau (en bleu, à gauche), glace de CO 2 (au centre) et observée en lumière visible (à droite)./OMEGA view of Martian south Polar Cap showing water ice (left), CO 2 ice (center) and observed in visible light (right). ESA Vue reconstituée de la SURFACE DE TITAN à partir de plusieurs images obtenues par l’instrument DISR à une altitude de l’ordre de 15 km./View of Titan’s surface put together from several images taken by the DISR instrument at an altitude of about 15 km. ESA/NASA Le 14 janvier 2005, la sonde européenne Huygens se posait à la surface de Titan, réussissant le plus lointain atterrissage jamais tenté dans le système solaire. L’Observatoire de Paris était présent à bord, au travers de plusieurs sous-systèmes infrarouges de l’instrument optique DISR (Descent Imager/Spectral Radiometer) réalisés par le LESIA. Les spectres du rayonnement solaire ambiant, obtenus par DISR au cours de la descente, ont permis de déterminer la concentration et les propriétés physiques du brouillard photochimique qui emplit l’atmosphère. Quant aux images, elles ont révélé un monde façonné par des processus géophysiques très semblables à ceux de notre planète. À la différence près que, sur Titan, c’est le méthane qui remplit le rôle joué par l’eau sur Terre ! Le spectro-imageur VIMS (Visible and Infrared Mapping Spectrometer) de Cassini a obtenu de nombreux résultats sur tout le système de Saturne. Il a tout particulièrement étudié l’atmosphère de Titan dans le proche infrarouge, révélant même des détails de sa surface au travers de fenêtres infrarouges. VIMS a également permis d’observer des occultations d’étoiles et du Soleil par Titan, lesquelles font actuellement l’objet d’un travail original à l’Observatoire de Paris. Le sondage de la haute atmosphère réalisé par ce biais devrait fournir des mesures inédites sur la structure verticale de l’atmosphère, notamment la proportion d’aérosols qu’elle contient. CIRS (Composite InfraRed Spectrometer), autre instrument de Cassini, s’est intéressé à la structure thermique et à la composition des atmosphères de Saturne et de Titan, aux anneaux de Saturne et aux surfaces de plusieurs de ses satellites glacés. L’instrument a permis d’établir une carte thermique du pôle nord de Saturne, mettant en évidence une structure hexagonale visible aussi bien en infrarouge proche que dans le visible, ainsi que la détection de 10 composés isotopiques parmi les constituants mineurs de l’atmosphère de Titan, signe de la très bonne sensibilité de l’instrument. L’Observatoire de Paris a également contribué à l’élaboration de l’instrument RADAR de Cassini à travers une participation du LERMA. L’utilisation conjointe du radiomètre passif à 13,7 GHz et du radar de Cassini ont permis la découverte sur Titan de champs de dunes, d’impacts météoritiques et de lacs de méthane liquide, certains aussi étendus que la mer Caspienne. Le récepteur radio de l’instrument RPWS (Radio and Plasma Wave Science), conçu et réalisé au LESIA, mesure des fluctuations de la période radio de Saturne qui peuvent 20 – MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°10 – SPÉCIAL SPATIAL/JUIN 2008 PLANÉTOLOGIE other hand, the proportion of CO significantly increased in winter. These data put strong constraints on the models, which are still struggling to account for the observed quantities. CASSINI-HUYGENS : STRIKING TITAN Launched from Cape Canaveral on 15 October 1997, the Cassini- Huygens (NASA-ESA) interplanetary spacecraft entered into orbit around Saturn on 1 st July 2004. On 25 December 2004, the Cassini orbiter deployed the Huygens atmospheric descent probe, which was under ESA’s responsibility, and the latter landed on Titan three weeks later. Teams from the Observatoire de Paris, which were involved in 6 of the 12 experiments carried out by Cassini and in 3 of the 6 performedby Huygens, closely followed the various operations. On 14 January 2005, the European Huygens probe landed on Titan, successfully completing the most distant landing ever attempted in the solar system. The Observatoire de Paris was present aboard through several infrared sub-systems of the DISR (Descent Imager/Spectral Radiometer) optical instrument built by LESIA. The solar radiation spectra recorded by DISR during the descent were used to determine the concentration and physical properties of the photochemical fog filling Titan’s atmosphere. As for the images, they revealed a world shaped by geophysical processes very similar to those which took place on our planet. Except that at Titan’s extremely cold temperatures, methane plays the role of water on Earth ! Cassini’s VIMS (Visible and Infrared Mapping Spectrometer) spectro-imager produced a host of results on the entire Saturn system. In particular, it studied Titan’s atmosphere in the near infrared, showing details of its surface through infrared windows. VIMS also allowed the observation of star and Sun occultations by Titan, which are presently the subject of original work at the Observatoire de Paris. The probing of the high atmosphere performedin this way should provide new measurements on the atmosphere’s vertical structure, notably the proportion of aerosols it contains. CIRS (Composite InfraRed Spectrometer), another of Cassini’s instruments, focused on the thermal structure and the composition of Saturn’s and Titan’s atmospheres, Saturn’s rings and the surface of several of its frozen moons. Thanks to the instrument, a thermal map of Saturn’s north pole was drawn, revealing an hexagonal structure visible in the near infrared and in the visible spectrum. CIRS also detected 10 isotopic compounds among the minor constituents of Titan’s atmosphere, providing evidence of the instrument’s high sensitivity. The Observatoire de Paris also contributed to the construction of Cassini’s RADAR instrument through LERMA’s participation in the project. The joint use of the passive radiometer at 13.7 GHz and Cassini’s radar made possible the discovery on Titan of dune fields, meteorite impacts, and lakes of liquid methane, some of these as large as the Caspian Sea. The RPWS (Radio and Plasma Wave Science) instrument’s radio receiver, designed and built at LESIA, measures variations in Saturn’s radio period, which can reach plus or minus 6 minutes. Researchers from the Observatoire de Paris have shown that changes in solar wind velocity in the vicinity of Saturn would partly explain these variations. AN EXPRESS TO VENUS The European Space Agency’s Venus Express mission is in orbit around the Shepherd’s Star since 11 April 2006. Just like Mars Express, it was a low-cost mission put together in a very short time. LESIA strongly contributed to the mission, providing a large part of
PLANÉTOLOGIE aller jusqu’à plus ou moins 6 minutes. Il a été démontré par des chercheurs de l’Observatoire de Paris que les variations de vitesse du vent solaire au voisinage de Saturne expliquaient pour partie cette variation. UN EXPRESS POUR VÉNUS La mission de l’Agence Spatiale Européenne, Venus Express, est en orbite autour de l’étoile du Berger depuis le 11 avril 2006. À l’instar de Mars Express, elle a été réalisée à peu de frais, dans des délais très courts. La forte contribution du LESIA à cette mission s’est traduite par la fourniture d’une grande partie de l’instrument VIRTIS (Visible InfraRed Thermal Imaging Spectrometer), un spectro-imageur visible et infrarouge. Cet instrument a produit les premières mesures détaillées en trois dimensions de la structure du vortex polaire sud 1, vaste système dépressionnaire dont la dynamique n’est pas sans présenter des similitudes avec celle des cyclones terrestres. L’étude des émissions de la haute atmosphère dans l’oxygène côté nuit et le gaz carbonique côté jour ont permis de mesurer avec précision l’altitude des sources et leur étendue, permettant une visualisation de ces zones peu denses et jusqu’ici mal connues de l’atmosphère vénusienne. Et pour la première fois VIRTIS a permis la détection directe du radical hydroxyle (OH) 2 sur une planète autre que la Terre. Ce composé ne se formant que dans des conditions très spécifiques, la découverte est majeure car elle permettra de mieux appréhender les phénomènes chimiques qui règnent dans la haute atmosphère de Vénus. Les observations se poursuivront jusqu’en 2009 avec des observations de la surface en infrarouge thermique (vers 1 micron de longueur d’onde), l’atmosphère étant transparente à cette longueur d’onde côté nuit. L’atmosphère profonde sera elle aussi étudiée, notamment ses variations liées à la dynamique globale de Vénus et des mesures de vents en 3D grâce au déplacement des nuages observés à plusieurs longueurs d’onde. Le jour vénusien durant 243 jours terrestres, la longévité remarquable de Venus Express permettra de constituer une base de données météorologiques inédite sur l’atmosphère de Vue d’artiste du VENT SOLAIRE interagissant avec la magnétosphère de Saturne et affectant son « horloge rotationnelle » mesurée par Cassini/RPWS via la périodicité de ses émissions radio (insert)./Artist’s view of solar wind interacting with Saturn’s magnetosphere and affecting its « rotational clock » measured by Cassini/RPWS through the periodicity of its radio emissions (box). LESIA-OP à partir de documents NASA et ESA. MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°10 – SPÉCIAL SPATIAL/JUIN 2008 – 21 VIRTIS (Visible InfraRed Thermal Imaging Spectrometer), a visible and infrared spectro-imager. This instrument produced the first detailed three-dimensional measurements of the south polar vortex structure 1, a large depressionary system whose dynamics is similar to that of cyclones on Earth. The study of high atmospheric emissions in the oxygen on the nightside and carbonic gas on the dayside allowed the precise measuring of the altitude and size of the sources, resulting in a visualization of those lowdensity and not well known regions of the Venus’s atmosphere. And for the first time VIRTIS made possible the direct detection of the hydroxyl radical (OH) 2 on a planet other than the Earth. Since this compound only forms under very specific conditions, this is a major discovery, because it willallow a better understanding of the chemical phenomena taking place in Venus’s high atmosphere. The observations will continue until 2009 with observations of the surface in thermal infrared, the atmosphere being transparent to this wavelength on the nightside. The deep atmosphere willalso be studied, in particular its variations related to Venus’s global dynamics, and measurements of winds in 3-D thanks to the motion of clouds observed at several wavelengths. Given that the Venusian day is 243 Earth days long, the remarkable longevity of Venus Express will permit the compilation of a meteorological database on Venus’s atmosphere. This will be a valuable source of information for the purpose of understanding one day how the Earth and Venus, two planets with such a similar physical structure in the beginning, could have evolved in such opposite ways. ROSETTA : SCIENTISTS RALLY TO REACH A COMET Launched on 2 March 2004 from Europe’s Spaceport at Kourou, Rosetta will reach its final target, comet 67P/Churyumov- Gerasimenko, in 2014. During its 10-year interplanetary journey, the space probe will study two small objects in the solar system selected by LESIA, the asteroids 2867 Steins and 21 Lutetia. These are very different : Stein is an « evolved » object, while Lutetia is very primitive. The data obtained during the flybys willallow a better understanding of the evolution of these small objects, remnants of the planetesimals from which our solar system formed. Rosetta’s VIRTIS (Visible InfraRed Thermal Imaging Spectrometer) instrument was partly built at LESIA, in cooperation with the Italian laboratory IASF-INAF 3. Before getting down to work aboard Rosetta, the spectro-imager was used on Mars and the Earth. The spectral images obtained during those flybys served to calibrate the instruments and performfor the first time measurements of those planets’high atmosphere. The MIRO (Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter) will measure the temperature beneath the surface of the comet’s nucleus. It willalso observe the spectral lines CARTE DE TEMPÉRATURE de la haute atmosphère de Saturne montrant une structure hexagonale autour du pôle nord. Elle est générée par des systèmes cycloniques qui font partie de la circulation générale de l’atmosphère de Saturne./Temperature map of Saturn’s high atmosphere showing an hexagonal structure around the north pole generated by cyclonic systems in the general circulation of Saturn’s atmosphere. Contacts : Dominique BOCKELÉE-MORVAN Responsable du pôle Planétologie Directeur de recherche CNRS LESIA Dominique.Bockelee@obspm.fr Pierre DROSSART Directeur de recherche CNRS LESIA pierre.drossart@obspm.fr Gérard BEAUDIN Ingénieur de Recherche MEN LERMA gerard.beaudin@obspm.fr Pierre ENCRENAZ Professeur des Universités LERMA pierre.encrenaz@obspm.fr Nicolas BIVER Chargé de recherche CNRS LESIA nicolas.biver@obspm.fr



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