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  Expériences spatiales

PWA (Permittivity, Waves and Altimetry) est un sondeur à impédance mutuelle intégré à l'expérience Italienne HASI (Huygens Atmospheric Structure Instrument) qui est embarquée sur le module Européen HUYGENS de la sonde NASA/ESA CASSINI/HUYGENS envoyée en Novembre 1997 en direction de Titan, satellite de Saturne.

Le 14 janvier 2005, après un voyage de 7 ans dans le milieu interplanétaire et une descente en parachutes de deux heures et demie, la sonde Huygens s'est posée en douceur sur Titan, un monde fascinant à un million de kilomètres de la planète Saturne.

Se poser sur Titan, à plus de un milliard de kilomètres de la Terre était un pari osé. Personne ne savait en effet au moment de la sélection ce que serait la surface de Titan, une surface solide ou liquide? Aucune image de la surface n'était par ailleurs disponible dans la mesure où Titan est entièrement recouvert, à des altitudes comprises entre 200 et 700 km, par des nuages de brume.

La sonde Huygens, du nom de l'astronome Hollandais Christiaan Huygens qui découvrit Titan en 1655, est la composante ESA de la mission Cassini/Huygens. Cette mission ambitieuse vouée à l'étude in situ de l'environnement de Saturne a été réalisée conjointement par la NASA et l'ESA. La sonde de descente de l'ESA emportait à son bord 6 instruments complexes destinés à l'étude de l'atmosphère et de la surface de Titan.

L'un de ces instruments, le “Permittivity, Wave, and Altimetry analyser, PWA” qui est de fait une composante du “Huygens Atmospheric Structure Instrument, HASI” a été développé en coopération avec le LPC2E. Deux modules électroniques importants de la sonde de permittivité de PWA, les préamplificateurs, ont en effet été conçus, réalisés et testés au laboratoire.

Titan est un monde absolument fascinant. Titan est la plus grosse lune de Saturne, avec un diamètre équatorial de 5150 km (soit seulement 120 km de moins que le diamètre de la plus grosse lune du système solaire, Ganymède, une des lunes de Jupiter), et la seule des lunes de Saturne à posséder une atmosphère notable. Cette dernière est dense et composée d'azote et de méthane. Elle est riche en éléments organiques, avec une chimie extrêmement complexe qui pourrait être semblable à celle de la Terre à l'époque de sa formation. Il s'agirait toutefois d'une atmosphère « congelée » en raison des températures extrêmement basses qui y règnent (entre 45 et 70° K seulement, c'est à dire entre -203 et -228° C).

L'expérience PWA donne des informations sur la permittivité de l'atmosphère à partir de laquelle on peut déduire la conductivité électrique et la densité des électrons. PWA permet aussi d'étudier les ondes acoustiques et la composante électrique des ondes électromagnétiques dans l'atmosphère de Titan. Les mesures faites au sol permettent par ailleurs d'estimer la permittivité de la surface de Titan.

Le vaisseau Cassini et la sonde Huygens de descente sur Titan en configuration de vol

expériences passées avec données accessibles