La mission Cassini-Huygens

Mis à jour le 19 octobre 2026 · 6 min de lecture

Cassini-Huygens est une mission conjointe de la NASA, de l'ESA et de l'agence spatiale italienne qui a tourné autour de Saturne du 1er juillet 2004 au 15 septembre 2017. L'orbiteur Cassini décolle le 15 octobre 1997 avec la sonde européenne Huygens, qui se pose sur Titan en janvier 2005. En 294 orbites, Cassini découvre les geysers et l'océan caché d'Encelade, cartographie les mers de méthane de Titan, pèse les anneaux, puis achève sa mission en plongeant dans Saturne.

Pourquoi deux noms

L'orbiteur rend hommage à Jean-Dominique Cassini, né Giovanni Domenico Cassini à Perinaldo, en Ligurie, devenu le premier directeur de l'Observatoire de Paris et découvreur de Japet, Rhéa, Téthys, Dioné et de la division de Cassini. La sonde honore Christiaan Huygens, le savant néerlandais qui découvre Titan en 1655 et explique le premier les anneaux. Les deux hommes se sont côtoyés à Paris dans les années 1670, à l'Académie royale des sciences fondée par Colbert : leurs vies sont racontées sur la page Huygens et Cassini, les astronomes. Une mission franco-italo-néerlandaise par ses noms, et parisienne par ses racines.

La mission naît des questions laissées par Voyager, surtout celle de la surface invisible de Titan. La NASA et l'ESA étudient un projet commun dans les années 1980, l'approuvent vers 1989–1990, puis se répartissent la tâche : le Jet Propulsion Laboratory construit et pilote l'orbiteur, l'ESA fournit la sonde Huygens, et l'ASI livre l'antenne grand gain et une partie des systèmes radio et radar. Des laboratoires français, dont ceux de l'Observatoire de Paris, participent à plusieurs instruments, avec le soutien du CNES.

L'engin

Haute d'environ 6,8 m, Cassini compte parmi les plus grosses sondes planétaires jamais lancées. Comme la lumière solaire est trop faible à Saturne pour les panneaux des années 1990, elle emporte trois générateurs thermoélectriques à radio-isotope contenant au total quelque 33 kg de plutonium 238, ce qui suscite des manifestations avant le lancement. Ses douze instruments couvrent l'imagerie (ISS), la cartographie visible et infrarouge (VIMS), l'infrarouge thermique (CIRS), l'ultraviolet (UVIS), le radar, la radioscience, le plasma, les poussières, les gaz neutres, le champ magnétique et les ondes radio. Le radar, capable de percer la brume de Titan, est l'outil décisif pour ce satellite.

La route vers Saturne

Aucune fusée ne peut envoyer un engin aussi lourd directement vers Saturne. Cassini suit donc un itinéraire en boucles : deux survols de Vénus en avril 1998 et juin 1999, un survol de la Terre en août 1999, puis de Jupiter en décembre 2000, où elle observe la planète géante de concert avec l'orbiteur Galileo. Le 11 juin 2004, elle passe à environ 2 000 km de Phœbé, corps sombre et cratérisé, probablement capturé aux confins du Système solaire.

Le 1er juillet 2004, Cassini allume son moteur principal pendant environ 96 minutes et traverse le plan des anneaux par l'espace séparant les anneaux F et G pour se placer en orbite. Le 25 décembre 2004, elle largue Huygens, qui atteint Titan trois semaines plus tard ; cette descente fait l'objet de sa propre page, l'atterrissage de Huygens sur Titan.

Trois missions en une

Chaque prolongation est rendue possible par la bonne santé de la sonde et les réserves d'ergols. La gravité de Titan sert de gouvernail : chaque survol remodèle l'orbite, que les navigateurs inclinent pour observer les pôles ou aplatissent pour visiter les lunes.

Les grandes découvertes

Encelade, un monde océan actif

En 2005, Cassini détecte des jets de vapeur d'eau et de grains de glace jaillissant de quatre fractures proches du pôle Sud d'Encelade, les « rayures de tigre ». Lors de traversées ultérieures du panache, elle y trouve des sels, des nanoparticules de silice et de l'hydrogène moléculaire : autant d'indices d'un océan global en contact avec un noyau rocheux et d'une probable activité hydrothermale. Le panache alimente aussi l'anneau E. Voir les geysers d'Encelade.

Titan, rivières, dunes et mers

Le radar et l'infrarouge dévoilent un monde façonné comme la Terre, mais avec d'autres matériaux : dunes de sable organique près de l'équateur, réseaux de rivières, lacs et mers de méthane et d'éthane liquides près des pôles. Kraken Mare, la plus vaste, couvre environ 400 000 km². Nuages saisonniers et orages témoignent d'un cycle du méthane bien actif.

Les anneaux

Cassini repère des perturbations en forme d'hélice causées par des petites lunes enfouies dans l'anneau A, voit des reliefs verticaux projeter de longues ombres lors de l'équinoxe de 2009 et, grâce aux occultations d'étoiles, résout des ondes annulaires excitées par des oscillations internes de Saturne. Ces ondes fourniront l'estimation moderne de la rotation de Saturne. Lors de sa dernière année, les mesures de gravité donnent la masse des anneaux : environ 40 % de celle de Mimas.

La planète et ses lunes

Cassini suit l'hexagone polaire au fil des saisons, assiste en décembre 2010 à la naissance d'une tempête géante qui fait le tour de la planète en quelques mois et découvre un vortex de type ouragan à chaque pôle. Elle découvre plusieurs petites lunes, dont Méthone, Pallène, Pollux, Daphnis, Anthé et Égéon, et photographie la crête équatoriale de Japet.

Le 19 juillet 2013, elle photographie la Terre depuis environ 1,4 milliard de km pendant que Saturne éclipse le Soleil : l'opération est popularisée sous le nom de « jour où la Terre a souri ».

La fin

En 2017, les réserves d'ergols sont presque épuisées. Livrée à elle-même, Cassini aurait pu un jour s'écraser sur Encelade ou Titan et contaminer des mondes potentiellement habitables. La NASA conclut donc la mission par 22 plongeons entre la planète et ses anneaux, puis une chute finale le 15 septembre 2017, détaillée sur la page du Grand Finale.

Sources

• NASA Science : Cassini mission
• ESA : Cassini-Huygens
• NASA JPL
• Spilker, L., « Cassini-Huygens' exploration of the Saturn system: 13 years of discovery », Science 364, 2019