Lorsque le vaisseau spatial Huygens de l'Agence spatiale européenne plongera dans l'atmosphère du Titan de la lune de Saturne le 14 janvier, les radiotélescopes de l'Observatoire national de radioastronomie (NRAO) de la National Science Foundation aideront les équipes internationales de scientifiques à extraire le maximum possible d'informations irremplaçables de une expérience unique dans l'histoire humaine. Huygens est la sonde de 700 livres qui a accompagné le plus grand vaisseau spatial Cassini dans une mission d'exploration approfondie de Saturne, de ses anneaux et de ses nombreuses lunes.
Le télescope Robert C.Byrd Green Bank (GBT) en Virginie-Occidentale et huit des dix télescopes du très long réseau de base à l'échelle continentale (VLBA), situé à Pie Town et Los Alamos, NM, Fort Davis, TX, North Liberty , IA, Kitt Peak, AZ, Brewster, WA, Owens Valley, CA, et Mauna Kea, HI, recevront directement le faible signal de Huygens pendant sa descente.
Avec d'autres radiotélescopes en Australie, au Japon et en Chine, les installations de la NRAO ajouteront considérablement aux informations sur Titan et son atmosphère qui seront obtenues grâce à la mission Huygens. Une équipe dirigée par l'Europe utilisera les radiotélescopes pour effectuer des mesures extrêmement précises de la position de la sonde pendant sa descente, tandis qu'une équipe dirigée par les États-Unis se concentrera sur la collecte de mesures de la vitesse de descente de la sonde et de la direction de son mouvement. Les mesures du radiotélescope fourniront des données essentielles pour acquérir une compréhension complète des vents que Huygens rencontre dans l'atmosphère de Titan.
Actuellement, les scientifiques connaissent peu les vents de Titan. Les données du survol de l’engin spatial Voyager I en 1980 indiquent que les vents d’est en ouest peuvent atteindre 225 mph ou plus. Les vents du nord au sud et les vents verticaux possibles, bien que probablement beaucoup plus faibles, peuvent toujours être importants. Il existe des modèles théoriques concurrents des vents de Titan, et l’image globale est mieux résumée comme étant mal comprise. Les prévisions de l'endroit où la sonde Huygens atterrira vont de près de 250 milles à l'est à près de 125 milles à l'ouest du point où son parachute se déploie pour la première fois, selon le modèle de vent utilisé. Ce qui se passe réellement avec la sonde pendant sa descente en parachute à travers l'atmosphère de Titan donnera aux scientifiques leur meilleure occasion de se renseigner sur les vents de Titan.
Au cours de sa descente, Huygens transmettra les données de ses capteurs embarqués à Cassini, le «vaisseau mère» qui l'a amené à Titan. Cassini retransmettra ensuite les données sur Terre. Cependant, les grands radiotélescopes pourront recevoir directement le faible signal (10 watts) de Huygens, même à une distance de près de 750 millions de miles. Cela ne sera pas fait pour dupliquer la collecte de données, mais pour générer de nouvelles données sur la position et les mouvements de Huygens par mesure directe.
Les mesures du décalage Doppler de la fréquence du signal radio de Huygens provenant du vaisseau spatial Cassini, dans une expérience menée par Mike Bird de l'Université de Bonn, fourniront en grande partie des informations sur la vitesse des vents d'est-ouest du Titan. Une équipe dirigée par des scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, mesurera le décalage Doppler du signal de la sonde par rapport à la Terre. Ces mesures Doppler supplémentaires des radiotélescopes terrestres fourniront des données importantes nécessaires pour en apprendre davantage sur les vents du nord au sud.
«L'ajout de télescopes au sol à l'expérience aidera non seulement à confirmer les données que nous obtenons de l'orbiteur Cassini, mais nous permettra également d'obtenir une image beaucoup plus complète des vents sur Titan», a déclaré William Folkner, un scientifique du JPL.
Une autre équipe, dirigée par des scientifiques du Joint Institute for Very Long Baseline Interferometry in Europe (JIVE), à Dwingeloo, aux Pays-Bas, utilisera un réseau mondial de radiotélescopes, y compris les télescopes NRAO, pour suivre la trajectoire de la sonde avec un niveau sans précédent. précision. Ils prévoient de mesurer la position de la sonde dans les deux tiers d'un mile (1 kilomètre) à une distance de près de 750 millions de miles.
"C'est comme pouvoir s'asseoir dans votre cour arrière et regarder la balle dans un jeu de ping-pong qui se joue sur la Lune", a déclaré Leonid Gurvits de JIVE.
Les équipes JPL et JIVE enregistreront les données collectées par les radiotélescopes et les traiteront plus tard. Dans le cas des mesures Doppler, certaines informations en temps réel peuvent être disponibles, en fonction de la force du signal, mais les scientifiques de cette équipe prévoient également de faire leur analyse détaillée sur les données enregistrées.
L'équipe JPL utilise une instrumentation spéciale du Deep Space Network appelée Radio Science Receivers. Un sera prêté au GBT et un autre à l'observatoire radio de Parkes. "C'est le même instrument qui nous a permis de soutenir les communications difficiles lors de l'atterrissage des rovers Mars Spirit et Opportunity ainsi que l'insertion de l'orbite de Saturne Cassini lorsque le signal radio reçu était très faible", a déclaré Sami Asmar, scientifique responsable du JPL. pour l'enregistrement des données.
Lorsque la sonde de l'engin spatial Galileo est entrée dans l'atmosphère de Jupiter en 1995, une équipe du JPL a utilisé le radiotélescope Very Large Array (VLA) de la NSF au Nouveau-Mexique pour suivre directement le signal de la sonde. L'ajout des données du VLA à cette expérience a considérablement amélioré la précision des mesures de la vitesse du vent.
«La sonde Galileo nous a surpris. Contrairement à certaines prédictions, nous avons appris que les vents de Jupiter se renforçaient à mesure que nous nous enfonçions dans son atmosphère. Cela nous dit que ces vents plus profonds ne sont pas entièrement entraînés par la lumière du soleil, mais aussi par la chaleur provenant du noyau de la planète. Si nous avons de la chance chez Titan, nous aurons également des surprises », a déclaré Robert Preston, un autre scientifique du JPL.
La sonde Huygens est un vaisseau spatial construit par l'Agence spatiale européenne (ESA). En plus des télescopes NRAO, l'expérience éolienne JPL Doppler utilisera l'Australian Telescope National Facility et d'autres radiotélescopes à Parkes, Mopra et Ceduna, Australie; Hobart, Tasmanie; Urumqi et Shanghai, Chine; et Kashima, Japon. Les mesures de position sont un projet dirigé par JIVE et impliquant l'ESA, la Fondation néerlandaise pour la recherche en astronomie, l'Université de Bonn, l'Université de technologie d'Helsinki, JPL, l'Australian Telescope National Facility, les National Astronomical Observatories of China, le Shanghai Astronomical Observatory et l'Institut national des technologies de la communication de Kashima, au Japon.
Le Joint Institute for VLBI in Europe est financé par les conseils nationaux de recherche, les installations et instituts nationaux des Pays-Bas (NWO et ASTRON), du Royaume-Uni (PPARC), d'Italie (CNR), de Suède (Onsala Space Observatory, National Facility), Espagne (IGN) et Allemagne (MPIfR). Le réseau européen VLBI est une installation conjointe d'instituts de radioastronomie européens, chinois, sud-africains et autres financés par leurs conseils de recherche nationaux. Le télescope australien est financé par le Commonwealth d'Australie pour fonctionner comme une installation nationale gérée par le CSIRO.
L'Observatoire national de radioastronomie est un établissement de la National Science Foundation, exploité en vertu d'un accord de coopération par Associated Universities, Inc.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ORANO
