L'atmosphère de Titan

Ce satellite de Saturne possède une atmosphère dense composée principalement d'azote et le méthane. La dissociation de ces deux espèces principales par des photons UV et des particules énergétiques produit un ensemble de molécules complexes et une couche d'aérosols globale. Titan est un satellite avec une météorologie vigoureuse, comportant de nombreux cycles encore mal définis, une surface présentant diverses structures (lits de rivières asséchés, dunes, cratères, lacs d'hyrdocarbures et peut-être des cryovolcans) et une photochimie bien plus riche que ce qui était prévu initialement.

L'étude de Titan est intéressante pour l'ensemble des processus en jeu (météorologie et climat, photochimie) mais aussi car il s'agit également d'un analogue de la terre primitive. En particulier la photochimie qui y prend place est de nature à produire des molécules prébiotiques et la brume photochimique omniprésente est de même nature que celle qui a protégé les basses couches de la Terre au debut de l'apparition de la vie.

En 2004, la mission Cassini-Huygens (NASA/ESA) est entrée dans le système de Saturne, et depuis, les instruments de l'orbiteur Cassini observent Saturne et ses satellites régulièrement. L'orbiteur passe aux abords de Titan une fois par mois en moyenne, et produit une grande quantité d'information. En 2005, Huygens est descendue dans l'atmosphère de Titan et a permis d'observer et de mesurer les propriétés atmosphériques de l'intérieur, produisant ainsi un jeu de mesure in situ unique. La compréhension du système climatique de Titan passe par l'analyse de ces observations. Au GSMA, nous analysons divers types d'observations photométriques pour caractériser les couches d'aérosols et de nuages.

Notre intérêt se porte, d'une part, sur la brume stratosphérique et troposphérique ainsi que la couche nuageuse pour ensuite caractériser le système climatique et, d'autre part, sur la brume de haute altitude et la connexion entre les processus chimiques et les aérosols. La partie la plus importante du travail consiste à développer des modèles de définition des propriétés atmosphériques puis, en utilisant des modèles de transfert radiatif (SHDOMPP, SPSDISORT,...), à modéliser l'interaction entre la lumière solaire et la planète dans différentes géométries.

La sonde CASSINI (NASA/JPL, vue d'artiste)