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       - Deux milliards de dollars pour sonder la chimie de la vie  
    Hors série - Science & Vie - 1996-09-01      
    Après la sonde Galileo sur Jupiter, voici Cassini en route vers Saturne et son satellite Titan, dont la chimie fait plus qu'intriguer : elle passionne. Nous permettra-t-elle de comprendre comment la vie est apparue sur Terre ?  
    Dimanche 12 novembre 1980, Voyager I survole Saturne, ses anneaux, ses 18 satellites … 18 heures et 5 minutes avant le passage de la planète, le robot arrive à proximité d'un corps externe du système. La sonde programmée depuis la Terre se retourne vers lui. Le satellite de Saturne, Titan, apparaît face aux instruments de mesure …  
    A Pasadena, une heure et vingt minutes plus tard, Daniel Gautier, co-investigateur de la mission Voyager, se trouve devant le récepteur de l'interféromètre de Michelson embarqué. Le brouillard de Titan laisse perplexe tous les investigateurs. Mais après un jour de calcul, le spectre d'émission des limbes de Titan s'affiche enfin. La perplexité fait place à l'étonnement parmi les chercheurs de la NASA. Avec près de 90% d'azote, des hydrocarbures, mais aussi des composés azotés, comme l'acide cyanhydrique (HCN), le cyanogène (C2N2) et le cyanoacétylène (HC3N), ce spectre ravit les chercheurs qui s'ingénient à reproduire en laboratoire les conditions préalables à la formation de la vie.  
    Presque toutes les molécules prébiotiques sont réunies. Seraient-elles les signes d'une vie naissante, si loin du Soleil ? Titan, photographié par les sondes Voyager I puis II, ne montre rien de sa surface : une couverture de brumes épaisses le masque totalement. Dès ce jour, une longue bataille va être menée par Daniel Gautier et Wing Ip, à l'ESA (European Space Agency). Cette dernière décide, en 1988, de construire la sonde Huygens. Un an plus tard, le Congrès américain soutient le projet. Les Italiens, qui ont, entre-temps, créé 1'ISA (Italian Space Agency), entrent en scène en apportant une contribution financière importante. Ainsi est née la mission Cassini.  
    Titan, analysé par les instruments de Voyager I (et de Voyager II, passée 100 fois plus loin et 9 mois plus tard), apparaît comme le laboratoire naturel imaginé par Stanley Miller. En effet, en 1953, celui-ci reconstituait la chimie prébiotique dans une célèbre expérience. Ii soumettait un mélange d'eau, d'ammoniaque, de méthane, et d'hydrogène à l'action d'un arc électrique simulant les décharges des éclairs d'orage. Il obtenait ainsi des quantités décelables d'acides aminés, de formol et d'acide cyanhydrique, précurseur principal de l'adénine, l'une des bases azotées constituant l'ADN de nos cellules. Une molécule essentielle à la construction de la vie.  
    Observer Titan, c'est sonder les conditions du début de notre histoire, celles de la chimie des composes organiques complexes qui aurait conduit a la vie sur la Terre, explique Athéna Coustenis qui a étudié les spectres transmis par Voyager. En attendant une nouvelle mission vers Titan, elle observe, scrute, décortique les spectres et les images électroniques réalisées depuis le sol. Depuis dix ans, elle rassemble les informations afin d'aider à la préparation de la mission Cassini. Le lancement de la sonde vers Saturne et Titan est prévu pour octobre 1997.  
    Titan étant moins chauffé par le Soleil, sa température moyenne, de -180°C, empêche sans doute l'apparition de la vie, telle que nous la connaissons. L'eau, en effet, même si elle existait sur Titan, y serait sous forme de glace. Elle ne peut donc jouer son rôle essentiel de solvant. En outre, les nuages épais de son atmosphère sont chargés d'hydrocarbures. Des brouillards de centaines de mètres d'épaisseur hébergent, en effet, des polymères produits à partir du méthane.  
    Et ce dernier pose problème aux spécialistes de Titan. Les mesures actuelles indiquent en effet une relative abondance de méthane. Pourtant, si celui-ci ne se renouvelle pas, il devrait être détruit par le rayonnement solaire en moins de dix millions d'années. Une source interne doit donc exister pour alimenter la chimie de cette lune saturnienne. L'hypothèse d'un océan d'éthane, de méthane et d'autres hydrocarbures est contredite par les mesures d'échos radar et les photographies du télescope spatial Hubble. Celles-ci suggèrent davantage une surface solide.  
    Des analyses spectroscopiques, à des fréquences bien choisies, ont permis de la sonder. Elle n'est pas homogène et présenterait des lacs d'hydrocarbures. Toutefois, leur quantité est insuffisante pour expliquer l'abondance du méthane. Daniel Gautier suppose qu'il existerait une activité volcanique sur Titan. Elle remettrait en circulation au moins le méthane et l'ammoniaque contenus dans des couches profondes via des failles de sa surface. Mais les données actuelles ne permettent pas de trancher.  
    C'est pourquoi la NASA s'apprête â lancer Cassini. Elle fournira l'orbiteur de la mission par l'intermédiaire du JPL (Jet Propulsion Laboratory). Celui-ci sera chargé d'amener la sonde Huygens â proximité de Titan où elle sera larguée, comme l'a été la sonde de Galileo sur Jupiter. Huygens, bardée d'instruments d'analyse, descendra ainsi durant deux heures trente-trois minutes dans l'atmosphère de Titan. Elle transmettra les résultats de ses mesures â son orbiteur. Ce dernier s'approchera à la verticale de la descente de Huygens par une route différente. Il stockera momentanément ces données avant de retourner, vers la Terre, sa grande antenne parabolique à haut gain, fabriquée par l'ISA.  
    L'ensemble sera lancé de Cap Kennedy en Floride, en octobre 1997, par une fusée américaine Titan IV-Centaur. Cassini partira pour une longue route. Sept années dans l'espace.  
    Un temps plus long qu'il n'en faudrait pour atteindre Saturne avec une fusée. Cassini empruntera un chemin détourné : Vénus, la Terre à nouveau, puis Jupiter et Saturne. Le passage à proximité de ces planètes n'a pas une simple vocation touristique. Cassini, en accomplissant quelques tours d'orbite, emmagasinera gratuitement de l'énergie cinétique, économisant ainsi le carburant embarqué. A vide, Huygens et Cassini pèsent, à eux seuls, deux tonnes et demie. Les réservoirs d'hydrazine pleins, le poids de la mission s'élève à six tonnes. Une masse qu'il faudra, au départ, arracher à notre gravité terrestre.  
    Le poids de Cassini et de sa sonde reflète une électronique particulièrement sophistiquée. Les ordres transmis par la Terre mettent près de 80 minutes à leur parvenir. Le retour des informations de position en prendra autant. Pour atténuer les effets de cette temporisation, le "cerveau" de Cassini sera capable d'improviser une stabilisation en cas de problèmes. Corollaire de cette autonomie : la fiabilité de son alimentation électrique. A cette distance du Soleil, impossible d'utiliser des photopiles. Aussi, les responsables du JPL ont opté pour les générateurs de courants à plutonium déjà utilisés sur les missions Voyager, Pioneer et Galileo. Leur durée de vie dépasse onze années. C'est plus qu'il n'en faut pour alimenter la mission Cassini presque jusqu'aux confins du système solaire.  
    Avec des participations financières de 1,5 milliard de dollars côté américain, et 500 millions côté européen, Cassini est la plus importante mission de cette fin de siècle. La responsabilité de la sonde incombe entièrement à l'ESA. Près de la moitié des co-investigateurs de cette mission sont européens. Un progrès depuis Voyager qui n'en avait recruté que 8 dont 6 Français. La mission Cassini comptera donc une cinquantaine de chercheurs Français. Parmi eux, Guy Israël, investigateur principal d'un instrument essentiel de Huygens, le collecteur d'aérosol, chargé de recueillir les macromolécules de l'atmosphère de Titan.  
    Le plutonium 238, en se désintégrant naturellement, produit de la chaleur récupérée par des convecteurs thermoélectriques. L'absence de pièce en mouvement et une bonne isolation, les rendent extrêmement fiables.  
         
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