Ce vendredi 15 septembre 2017, les astronomes qui étudient Saturne sont à n’en pas douter un peu tristes. Car la sonde spatiale qui leur permet d’explorer, jour après jour, cette planète unique dans le Système solaire, termine sa mission. Certes, cette fin ne manque pas de panache : Cassini doit foncer, à 113000 km/h dans les nuages de Saturne, les anneaux formant une arche majestueuse au-dessus d’elle…

Transformé en météore, l’engin se vaporisera en quelques secondes dans un éclair de lumière. Mais tout de même, ce plongeon spectaculaire marque la fin d’une exploration sans précédent qui a permis de mieux comprendre Saturne, mais aussi ses anneaux et ses satellites (lire notre dossier de 20 pages dans le magazine Ciel & Espace n°555 en kiosque dès le 16 septembre 2017).

Le déroulement des dernières heures

La sonde Cassini a commencé ses manœuvres pour plonger dans l’atmosphère de Saturne le 22 avril 2017. Ce jour-là, les ingénieurs ont profité d’un survol rapproché de Titan, le plus gros satellite de Saturne, pour modifier sa trajectoire et la faire passer à chaque révolution entre la planète et les anneaux. Dès le 26 avril, Cassini effectuait sa première traversée dans cette zone où aucune sonde avant elle ne s’était aventurée. Depuis, Cassini a coupé 21 autres fois le plan des anneaux en survolant les nuages de Saturne à seulement 3000 km.

Le plongeon final a toutefois été entamé le 11 septembre 2017, à l’occasion d’un survol lointain de Titan. Cette fois, la sonde a suivi une trajectoire qui la conduit à entrer dans l’atmosphère de la planète en un point situé approximativement sous les anneaux.

Le schéma ci-dessous indique la succession des dernières étapes de la mission après le 11 septembre 2017 et jusqu’à la destruction de la sonde Cassini.

À quoi faut-il s’attendre ?

Le 15 septembre vers 8 h 37 TU (10 h 37 heure légale française), un peu moins de 4 heures avant la perte de communication avec Cassini, les antennes de communication sur Terre reçoivent les dernières données collectées par les instruments scientifiques jusqu’au 14 septembre en fin de journée.

Parmi elles, la dernière photo prise par la caméra de la sonde : une image brute, monochrome (nous ne savons pas quel point de Saturne ou de ses anneaux doit être visé). Ensuite, il n’y a plus rien « à voir ». La sonde passe en mode de transmission de ses mesures en direct, sans les enregistrer à bord.

Les scientifiques donnent alors la priorité à des instruments qui permettent de « humer » la haute atmosphère de Saturne. A priori, il y a peu de chances de voir une nouvelle image de la caméra se glisser parmi les données. Carolyn Porco, directrice de l’équipe d’imagerie, glisse cependant : « Il pourrait y avoir des « images » prise par VIMS [NDLR : un spectro-imageur infrarouge]. Mais elles seront en infrarouge et à très basse résolution. »

Dans tous les cas, il n’y a pas d’image spectaculaire au ras des nuages ou de dessous les anneaux à attendre.

Le moment ultime

À l’entrée de Cassini dans les plus hautes couches de l’atmosphère de Saturne (très peu denses et transparentes), la friction devient sensible et la sonde a tendance à se désorienter. Ses moteurs dépensent alors tout leur carburant pour maintenir l’antenne de communication tournée vers la Terre le plus longtemps possible (probablement pendant une minute).

Dès que les réservoirs sont à sec ou que l’atmosphère devient si dense qu’elle échauffe et désintègre la sonde, la communication cesse. Cet instant est escompté vers 10 h 31 TU (12 h 31 en France) mais en tenant compte du temps de transmission des signaux radio de la sonde, on ne le perçoit sur Terre qu’à 11 h 54 TU (13 h 54 en France). Il faut alors 30 secondes pour que l'engin se fragmente et quelques minutes pour que ses composants les plus résistants se consument entièrement.

C’en est alors fini de la mission Cassini. Les dernières informations scientifiques qu’elle aura envoyées concernent vraisemblablement la composition de l’atmosphère.

Un final à suivre en direct

La Cité des sciences, à Paris, accueille le public pour assister en direct à la fin de la mission Cassini, le 15 septembre dès 11 h.