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Oubliez Mars : Titan, lune de Saturne, est l'endroit du Système Solaire le plus accueillant pour l'Homme après la Terre

Alors que beaucoup ont les yeux rivés sur Mars comme prochaine destination ambitieuse pour l'Homme dans l'espace, la réalité est que l'endroit le plus accueillant pour Homo sapiens dans le Système Solaire après la Terre n'est autre que Titan, lune de Saturne.

Ceci est une vraie photo de Titan prise par la sonde Cassini, avec Saturne en arrière-plan

Découvrons ensemble ce qui fait l'attrait de Titan.

Mais avant, encore un mot sur Mars pour rappeler pourquoi il ne faut pas envoyer l'Homme sur Mars de toute façon (sujet auquel j'ai dédié ce site et un livre): nul ne peut exclure la possibilité d'habitat à la surface de Mars où la vie terrestre pourrait métaboliser, et où possiblement on pourrait trouver de la vie martienne, présente, ses restes, ou une vie en devenir. De nombreuses idées existent pour de tels habitats, et je parle bien de la surface martienne. Envoyer l'Homme sur Mars reviendrait à y envoyer des trillions de microbes qui feraient le voyage avec nous. Beaucoup finiraient tôt ou tard par se retrouver à la surface, à la faveur d'un crash (la navette spatiale américaine avait un taux de crash estimé à 2% par exemple, alors qu'elle ne faisait qu'aller en orbite basse de la Terre), ou plus simplement de fuites d'air du sas de l'habitacle ou même des combinaisons qui sont conçues pour fuiter aux jointures pour permettre plus de flexibilité. Parmi ces trillions de microbes, on comptera beaucoup d'extrêmophiles capables de survivre à l'état de spore aux rigoureuses conditions martiennes. Comme Mars est un système connecté avec ses tempêtes de poussière qui englobent régulièrement la planète entière, ces microbes finiraient tôt ou tard par arriver dans les éventuels habitats de surface. La planète serait contaminée de façon irréversible, privant l'humanité de la chance unique d'étudier Mars proprement. Difficile qui plus est de distinguer vie martienne et terrestre dans la mesure où la majorité des microbes sur Terre ne sont même pas encore identifiés ; où elles pourraient partager un ancêtre commun et donc être cousines, avec la possibilité d'échanger des gènes ; où vie martienne, ses restes, ou toute forme de vie prébiotique pourrait être la cible directe ou indirecte de la vie terrestre. C'est pour cette raison que les astrobiologistes du COSPAR (Comité International sur la Recherche Spatiale) expliquent que le temps pour étudier Mars vierge de toute interférence est compté. Une fois que l'Homme y aura mis le pied, il sera trop tard. Quel dommage. Surtout que toutes les raisons invoquées pour justifier d'y envoyer l'Homme sont soit infondées, soit peuvent être satisfaites autrement. Vous trouverez tous les arguments dans le détail sur ce site (voici une tribune mise en une de L'Express, partagée plus de 1000 fois, qui résume mon propos).

Cet article vise donc à consoler les passionnés d'espace qui se réjouissaient à l'idée d'une présence humaine sur Mars (j'en faisais partie avant d'approfondir mes recherches sur le sujet) mais qui seraient sensibles à la nécessité de préserver Mars de toute contamination, en leur offrant une autre destination plus ambitieuse, mais atteignable de notre vivant, une destination très intéressante, en fait tout simplement la meilleure à plein d'égards !

Il s'agit donc de Titan !

Faisons connaissance.

(vous pouvez aussi retrouver toutes les idées développées ci-dessous et d'autres informations utiles sur Titan en tant que destination pour l'Humanité à cette adresse : humans-to-titan.org)

Titan telle que vue par la sonde Cassini en infrarouge, en dehors du spectre visible, seule façon de percer son manteau orangée et de voir la surface.

Découverte et baptême

Titan a été découverte en 1655 par Christiaan Huygens, astronome hollandais, et a reçu son nom définitif de l'astronome anglais John Herschel en 1847 (d'après les Titans, des divinités ayant pour frère Chronos, le nom grec du Dieu Saturne).

Adresse

Titan orbite à 1.2M km (millions de km) de Saturne qui elle-même orbite à 1500M km du soleil. En comparaison la Terre et Mars orbitent respectivement à 150M km et 225M km du soleil.

Mensurations, année et jour titanesques

Titan a un diamètre de 5151 km. C'est plus que la lune (3474 km) et même plus que la planète Mercure et ses 4879 km ! Et oui, Titan, la mal connue, est plus grosse qu'une de nos planètes!

Titan est la seconde plus grosse lune du système solaire après la lune de Jupiter, Ganymède (5268 km de diamètre).

Toujours par comparaison :

  • la Terre a un diamètre de 12742 km
  • Mars a un diamètre de 6779 km
La Terre, notre Lune et Titan juxtaposée, à l'échelle

La Terre, notre Lune, et Titan juxtaposées à l'échelle. Titan, grosse boule orange dont on ne voit pas la surface du fait de son épaisse atmosphère d'azote, méthane et autres particules fines d'hydrocarbones.

Voilà ci-dessous une carte qui "aplatit" les planètes avec surface et les lunes du système solaire et les juxtaposent afin d'en comparer les superficies respectives. Regardez notamment Titan sur la droite au-dessus de Vénus

Titan suit Saturne qui met environ 30 ans à faire le tour du soleil. Une année titanesque dure donc environ 30 années terrestres.

Titan met environ 16 jours terrestres à faire un tour sur elle-même, c'est donc la durée d'une journée titanesque, dont 8 jours terrestres de jour et 8 jours terrestres de nuit. C'est aussi le temps mis par Titan pour faire le tour de Saturne. Ce qui veut dire que Titan montre toujours le même côté à Saturne, comme la Lune pour nous !

Voici une splendide vidéo de 30 secondes montrant le passage de Titan devant Saturne (Titan est la boule orangée) :

Titan est longuement restée mystérieuse, mais s'est bien dévoilée lors de la mission Cassini-Huygens menée conjointement par la NASA et l'ESA (Agence Spatiale Européenne) entre 1997 et 2017. Cassini est le nom de la sonde spatiale construite par la NASA qui est partie de la Terre en 1997 et est arrivée près de Saturne en 2004 après 7 ans de voyage interplanétaire! Cassini est le nom de l'astronome italien devenu français (1625-1712) qui a entre autres identifié 4 lunes de Saturne.

La sonde avait à son bord l'atterrisseur Huygens fabriqué par l'ESA, qui s'en est détaché en décembre 2004 et a atterri sur la surface de Titan en janvier 2005 après une descente qui a duré 2h30 (plus longue que prévue) pendant laquelle l'appareil a pu prendre et renvoyer des clichés incroyables de la lune. Regardez la vidéo ci-dessus à cet effet ! Jamais l'humanité n'avait réussi à faire atterrir un objet aussi loin dans le système solaire, on parle bien là d'une réussite historique. Huygens s'est enfoncé de 12 cm avant de rebondir et glisser puis s'immobiliser. Les scientifiques comparent la texture du sol où a atterri Huygens à celle d'un sol neigeux couvert d'une pellicule de verglas : marchez doucement et cela tiendra, marchez trop fort et vous vous vous enfoncerez d'une coup. L'autre image retenue est celle de la crème brûlée! Huygens s'est posé dans une zone déserte anciennement parcourue par des liquides, et jonchée de rochers de glace arrondis par l'érosion et maculés de poussière organique formée dans l'atmosphère. Le pauvre atterrisseur Huygens, représenté ci-dessous, n'a pu émettre que pendant 72 minutes, le temps de vider sa batterie et de périr gelé, mais on a reçu beaucoup de clichés, dont certains présentés dans cet article (toujours mieux que les 3 minutes prévues au départ).

La sonde Cassini quant à elle a continué à évoluer dans le système Saturne, nous renvoyant des trésors d'informations sur la planète et ses nombreux satellites, y compris Titan, et ce jusqu'en septembre 2017 où Cassini s'est sacrifié et est allé se consumer dans l'atmosphère de Saturne pour s'assurer de ne pas s'écraser sur une de ses lunes susceptibles d'abriter la vie, notamment Encelade qui aurait un océan d'eau liquide connecté à la surface et chauffé par géothermie (Cassini a identifié des jets de vapeur à la surface d'Encelade). La mission Cassini-Huygens est saluée comme un chef d'oeuvre de coopération entre Américains et Européens, et est présentée comme la mission spatiale au meilleur rapport "retour scientifique"/"coût" à ce jour !

À voir notamment sur Youtube sur la mission Cassini-Huygens :

Une gravité similaire à celle de la Lune

Titan a une gravité de 14% de celle que nous connaissons sur Terre. C'est un peu moins que sur la lune (16.5%). Mars a une gravité de 37.6% de la gravité terrestre.

Nous ne connaissons pas encore les effets d'une telle gravité à long terme sur le corps humain, mais sa proximité avec la gravité lunaire fait que les travaux menés sur la lune devraient nous renseigner sur ses effets sur Titan.

Deux remarques à ce stade.

D'abord, ce n'est pas parce que la gravité sur Mars est plus proche de la nôtre qu'il fera meilleur y vivre de ce point de vue-là que sur Titan. Rien ne prouve à ce jour que plus l’on se rapproche de la gravité terrestre, mieux se porte le corps humain. On n’en sait rien, il n’y a pas de raison de penser que ce soit parfaitement linéaire. Le fonctionnement du corps humain est d’une complexité effarante, combinant différents systèmes, organes et processus qui pourront réagir chacun à leur façon à un niveau donné de pesanteur. Il se peut par exemple que la gravité lunaire soit recommandée pour certaines pathologies ou certaines tranches d’âge.

Ensuite, même si une telle gravité devrait être un problème à long terme, il y aurait des moyens techniques d'y remédier, notamment en construisant des centrifugeuses dans lesquelles reconstituer des espaces de vie, qui reproduiraient la gravité terrestre. Certains pensent même qu'elles n'auraient pas besoin d'être géantes. Par exemple l'astronaute Tim Peake a fait l'expérience (à voir ici sur Youtube) de tourner sur lui-même à 60 tours par minute à bord de la Station Spatiale Internationale pendant quelques minutes, et n'a ressenti aucune sensation de nausée, aucun étourdissement, ni pendant, ni après coup. Cette vitesse de rotation a permis à ses pieds et sa tête de retrouver l'équivalent de la gravité terrestre, et cela n'a pas semblé affecter sa circulation sanguine. Sur Titan, on n'irait pas aussi loin au besoin, on pourrait construire des centrifugeuses où dormir par exemple, mais qui n'auraient pas nécessairement besoin d'avoir un diamètre de plusieurs km, sans doute quelques dizaines de mètres pourraient suffire.

Cette faible gravité enfin aurait par ailleurs toute sorte d'avantages, notamment une plus grande facilité à déplacer de la matière. On pourrait transporter manuellement des charges plus lourdes, on pourrait construire des édifices plus grands que sur Terre avec moins de matière.

Atmosphère et température

Titan est avec la Terre et Vénus un des 3 seuls astres telluriques (non gazeux, avec une surface solide) du Système Solaire à disposer d'une atmosphère digne de ce nom !


La pression atmosphérique sur Titan est de 1.45 fois celle sur Terre. Imaginez la pression ressentie au niveau des oreilles quand on vous êtes au fond d'une piscine, sous 4.5 mètres d'eau pour être précis, c'est ce que vous ressentiriez sur Titan sur votre corps, ce qui est tout à fait supportable.

En comparaison, sur Mars la pression atmosphérique est de 6% de celle sur Terre. Ce qui revient à dire que sur Mars règne un quasi vide.

Une atmosphère qui n'impose pas de pressuriser combinaison et habitacles !

C'est une énorme différence, car dans un cas, sur Mars, il faut prévoir des habitats et des combinaisons pressurisés, c'est-à-dire prévus pour résister à cette force qui va pousser l'air à pression ambiante à vouloir s'échapper dans le vide. Tandis que sur Titan, nul besoin de pressuriser les habitations et combinaisons (juste besoin de se protéger du froid et de se munir d'un respirateur). Logements et combinaisons coûteront bien moins chers sur Titan que sur Mars. En effet une combinaison spatiale capable se résister au vide coûte à ce jour 2 millions de USD, et ne peut servir qu'une vingtaine de fois ! Sachant que toute sortie extra véhiculaire en combinaison dans l'espace à ce jour demande plusieurs heures de préparation. Sur Titan, il sera possible de s'équiper en quelques minutes avant une sortie, avec des vérifications de l'ordre de ce qui se fait pour la plongée sous-marine, et avec une combinaison bien moins différente qu'on peut le penser de ce qu'on peut trouver dans les magasin de sport.
Le gros inconvénient à la surface de Titan est la température glaciale qui y règne, -180°C ! Mais, d'une part, comme plus on tombe en température, moins le gaz conduit la chaleur, et d'autre part, comme le vent en surface est très faible (environ 1 mètre/sec), il serait assez facile de se protéger contre cette sensation de froid extrême : d'après cette étude, une combinaison comportant une couche d'air de 7.5 cm portée initialement à une température agréable suffirait à nous isoler du froid. Une activité physique minime suffirait à compenser la déperdition de chaleur. Des batteries seraient nécessaires pour chauffer les gants et la zone au niveau de la visière du casque. Une telle combinaison serait certes encombrante, mais resterait très flexible, et combinaison comme batteries et accessoires ne pèseraient pas lourd de toute façon compte tenu de la faible gravité. Pour l'anecdote, voici comment les chercheurs de protègent contre les -20°C en Antarctique.

[[[Petit aparté technique sur le vent à la surface de Titan. L'atterrisseur Huygens l'a estimé à environ 1 mètre/sec, en phase avec les prévisions. Comme la gravité est plus faible mais la pression atmosphérique plus forte que sur Terre, et comme la pression atmosphérique est le poids d'une colonne d'atmosphère d'1m2 de surface au sol, cela veut dire que pour avoir une plus grande pression atmosphérique, la plus faible gravité est compensée par une plus grande masse de matière par m3 d'air sur Titan. En d'autres termes, la densité de l'air est plus grande en surface sur Titan que sur Terre, 4.5 fois plus dense pour être précis. Il y a donc 4.5 fois plus de matière par m3 d'air en surface sur Titan que sur Terre, ou encore, la masse d'un m3 d'air sur Titan en surface est 4.5 fois plus grande que celle d'un m3 d'air sur Terre en surface. Tout ça pour dire qu'un vent sur Titan, à volume égal d'air déplacé et vitesse égale de déplacement, déplacera 4.5 fois plus de matière sur Titan que sur la Terre. Sachant que l'énergie cinétique d'un volume d'air en mouvement est fonction de sa masse et du carré de sa vitesse, après calcul, cela veut signifie qu'un vent d'1 mètre/sec sur Titan a la même énergie qu'un vent sur Terre de 2 mètres/sec, ou 7km/h, soit une brise légère sur Terre : "On sent le vent sur la figure. La girouette est mise en mouvement. Les feuilles bougent."]]]

Disons un mot de la composition de l'atmosphère. Elle comporte :

  •  98.4% d'azote (N2), 
  • 1.4% de méthane (CH4), 
  • 0.2% de dihydrogène (H2). 

Sur Terre, on trouve :

  •  78% d'azote, 
  • 20.95% de dioxygène, 
  • 0.9% d'Argon, 
  • 0.04% de CO2, 
  • et près d'1% de vapeur d'eau selon les moments et les endroits. 

Si on retrouve très largement de l'azote dans les deux cas, l'air titanesque glacial n'est pas respirable. Mais un simple respirateur suffira à remédier au problème, pas beaucoup plus compliqué que ceux utilisés en plongée sous-marine.

D'ailleurs, une fuite de la combinaison ou du sas d'un habitacle ne serait pas mortel, des gaz seraient certes échangés, mais très lentement. Ce qui laisserait le temps de se mettre à l'abri.

Une atmosphère qui protège des rayons cosmiques et solaires, et des météorites jusqu'à plusieurs mètres de diamètres

L'épaisse atmosphère titanesque offre par ailleurs un rempart formidable face aux rayons cosmiques même les plus pénétrants, tout comme face aux tempêtes solaires et rayons UV. Si Saturne émet aussi des rayonnements nocifs, à l'image du soleil (à une bien plus grande échelle) et de Jupiter, ils ne menacent pas la surface de Titan. À l'inverse, Titan passe 95% de son temps dans la magnétosphère de Saturne, offrant une protection supplémentaire (mais même pas nécessaire) face aux tempêtes solaires.

Une vraie promenade de santé comparé à Mars où les rayons cosmiques ionisants et UV posent un danger mortel à ceux qui passeraient trop de temps en surface. La vérité est triste sur Mars : il faudra vivre enterré sous 2 mètres de régolite (l'équivalent de la terre). Et les balades en combinaison à la surface seront des plus limitées car trop cancérigènes. L'impact psychologique serait sans soute terrible sur Mars sans la possibilité de gambader à la surface. Cela est à comparer à la vie sur Titan où les sorties seront possibles et bien plus simples, bien moins dangereuses.

La dense atmosphère titanesque protégera aussi comme sur Terre des météorites jusqu'à plusieurs mètres de diamètre, et donc a fortiori des micrométéorites, bien plus nombreuses. Les météorites se désagrégeraient à leur arrivée dans l'atmosphère sous l'effet des frottements. Par contre sur Mars, les micrométéorites sont une autre menace majeure pesant sur les habitacles en surface.

Une atmosphère qui facilite le freinage couplée à une gravité qui simplifie décollage et atterrissage, faisant de Titan un monde relativement accessible

La faible gravité et l'épaisse atmosphère présentent des avantages cruciaux pour le vol spatial.

Pour aller d'un astre à un autre, il faut dépenser beaucoup d'énergie pour accélérer le vaisseau et l'arracher à la gravité de l'astre de départ, puis à nouveau pour décélérer et se poser sur l'astre de destination sans encombre. La décélération à l'arrivée utilisera a priori pour les fusées et vaisseaux spatiaux surtout la rétropropulsion, à l'image des boosters des fusées Falcon de SpaceX qui parviennent à se reposer sur la Terre, et qui pour cela pour cela doivent garder un peu de carburant-comburant en stock.

Plus on peut réduire cette quantité d'énergie requise, moins on a besoin de transporter de carburant et comburant, et moins gros le vaisseau a besoin d'être à charge utile égale (vu que l'essentiel de la masse transportée dans une fusée est le couple carburant-comburant).

Ce qu'il faut bien comprendre, c'est qu'à la différence d'un trajet en avion ou en voiture sur Terre, la distance entre deux astres joue peu au final dans la quantité de carburant-comburant à transporter, car une fois qu'on a atteint une certaine vitesse dans le vide de l'espace, comme il n'y pas de résistance car pas d'air, le vaisseau garde sa vitesse sans effort supplémentaire.

Un facteur réduisant cette quantité d'énergie requise par contre est la gravité : plus elle est faible, moins il faut d'énergie pour accélérer et décélérer. Si bien que la faible gravité de Titan par rapport à la Terre et Mars est ici un gros avantage, il faudra relativement bien moins d'énergie et donc de carburant pour s'y poser. De même en décoller sera plus simple.


Cette épaisse atmosphère est aussi une chance pour faire ralentir les vaisseaux spatiaux arrivant à toute berzingue de la Terre. En ce sens qu'elle permet l'aérofreinage, c'est-à-dire la possibilité de freiner le vaisseau en se frottant à l'atmosphère. Cela réduit encore un peu plus la quantité de carburant nécessaire pour la dernière phase de rétropropulsion correspondant à l'atterrissage.

Titan est l'astre où il est le plus facile de se poser parmi les 10 plus gros astres solides du Système Solaire

Intéressons-nous aux astres (planètes et lunes) du Système Solaire d'une masse suffisante, c'est-à-dire disons ceux dont la gravité est au moins de 10% de celle de la Terre, et disposant d'une surface solide. On en trouve 10, les voici avec entre parenthèses le niveau de gravité en fonction de celui sur Terre : Terre, Vénus (90%), Mars (38%), Mercure (38%), Io lune de Jupiter (18%), notre lune (16%), Ganymède lune de Jupiter (15%), Titan (14%), Europa lune de Jupiter (13%), Callisto lune de Jupiter (12%).

Dans cette liste seuls la Terre, Vénus et Titan ont une réelle atmosphère.

Titan est ainsi l'astre dans cette liste où il est le plus simple de se poser, du fait de sa relative faible gravité et de son épaisse atmosphère.

À l'inverse, Mars est l'astre où il est le plus difficile de se poser dans tout le Système Solaire, du fait de se relative forte gravité et de son atmosphère très ténue (6% de celle de la Terre). C'est pour cela que les 7 minutes de descente du rover Curiosity sur Mars avaient été baptisées "les 7 minutes de terreur" (en voir l'extraordinaire vidéo partagée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA).

Une atmosphère et une gravité qui nous permettrons de voler comme des oiseaux !

La combinaison unique dans notre Système Solaire d'une faible gravité alliée à une atmosphère très dense offre la possibilité aux humains de pouvoir voler comme les oiseaux. En s'attachant des ailes de dimensions raisonnables et juste en battant des bras, avec notre seule force musculaire, nous pourrons prendre notre envol. Non pas juste planer, mais littéralement voler ! Quel privilège extraordinaire pour les futurs visiteurs de Titan !

Et si on oublie les ailes, juste en brandissant un morceau de tissu de la taille d'un manteau, vous pourrez sauter d'une falaise et planer agréablement.

Autre scénario sympa : on pourrait aussi virevolter dans les cieux de Titan simplement équipé d'une aile volante (pensez à un deltaplane) et de grands palmes ! On volerait ici grâce à nos jambes et non nos bras !

Des universitaires se sont amusés à calculer dans quelles conditions le vol à la force de nos bras serait possible sur Titan. Avec une "wingsuit" de 1.4m2, un humain aurait à courir à 11 mètres/sec, sachant qu'Usain Bolt n'est pas descendu en dessous de 12 mètres/sec. À 6 mètres/sec, une vitesse de course moyenne pour les humains, il faudrait des ailes de 4.7m2 d'après eux. Le calcul fait toutefois quelques omissions, comme la question de l'impact de l'équipement nécessaire par ailleurs pour pouvoir respirer et se protéger du froid. S'il faudra donc sans doute s'aider d'un engin propulsif pour atteindre la vitesse requise avec des ailes de taille "humaine" (disons les 1.4m2 évoqués plus haut), une fois la bonne vitesse atteinte, nous pourrons continuer à voler, et non juste planer, rien qu'à la force de nos muscles !

Cet autre article amusant se demande ce qui arriverait à un petit avion de tourisme (un Cessna) sur chacun des 16 plus gros astres du système solaire. Ce serait une cata partout sauf sur Terre..et sur Titan !

Titan est en effet le lieu idéal dans le Système Solaire où se déplacer en avion, voilà plus bas un prototype, AVIATR (Aerial Vehicle for In situ and Airborne Titan Reconnaissance), imaginé pour voler dans les cieux de Titan.

Autre curiosité, si vous tombez de très haut, disons si vous êtes éjecté d'un avion en plein vol sur Titan, vous tomberez doucement au sol et au pire aurez quelques égratignures, mais rien de mortel, ni même de fracture ! Cela s'explique par le concept de "vitesse finale" d'un corps en chute libre. Normalement, un corps en chute libre sur un astre d'une gravité donnée sans atmosphère, dans le vide donc, irait de plus en plus vite, accélérerait dans sa chute toujours plus jusqu'à l'impact. Mais sur un astre où se trouve une atmosphère, au bout d'un moment les frictions de cette atmosphère vont finir par s'équilibrer avec l'accélération gravitationnelle et amener le corps à une vitesse maximale appelée vitesse terminale, qui dépend de l'altitude de la chute, la masse du corps, la gravité de l'astre et la densité de son atmosphère. Pour une masse donnée, la vitesse finale d'un objet en chute libre sur Titan est 10 fois plus petite que ce que serait sur Terre sa vitesse finale. Sur Terre justement, un amateur de chute libre qui saute d'un avion visage face au sol accélérera jusqu'à atteindre une vitesse terminale d'environ 195km/h, sa vitesse terminale. Sur Titan, cette vitesse maximale serait donc de 19.5km/h, sachant que pour une masse donnée, on aurait un poids 7 fois moindre (la gravité étant 7 fois plus faible sur Titan par rapport à la Terre). Le choc serait donc facile à encaisser.

Enfin, pour les même raisons (faible gravité, épaisse atmosphère) couplées aux faibles vents en surface, les scientifiques disent que Titan est l'endroit où faire voler un drone est le plus facile du Système Solaire ! C'est justement l'objet du projet Dragonfly (image ci-dessous), qui se propose d'explorer Titan avec un quadcopter dans les années 2030 (ce projet est en final avec un autre, la NASA doit se décider en juillet 2019).

Une luminosité à midi sur l'équateur 1000 fois plus intense sur Titan qu'une nuit de pleine lune sur Terre

Du fait de son éloignement du soleil, Titan reçoit 100 fois moins de lumière que la Terre, et son épaisse atmosphère bloque 90% du peu de lumière qui lui arrive. Si on considère l'endroit à l'équateur avec le soleil au zénith, alors on peut résumer en disant que Titan reçoit au sol par m2 l'équivalent de 0.1% de la luminosité qu'on a sur Terre. Ces chiffres sont donnés pour quantifier la lumière qui parviendrait jusqu'à des panneaux solaires à la surface de Titan, mais on peut se dire que ce serait la même chose pour ce qui est de notre perception visuelle de la luminosité. 0.1% de la luminosité sur Terre à l'équateur avec le soleil au zénith, cela représente 100 lux. (Le lux est une unité de mesure de l'éclairement lumineux (symbole : lx). Il caractérise le flux lumineux reçu par unité de surface). 100 lux, c'est 1000 fois plus lumineux qu'une pleine lune ! C'est l'équivalent d'une journée ombragée par de gros nuages sombres. Aussi comparable à l'intensité lumineuse dans une pièce habitée et éclairée la nuit. D'autres résument cela en disant que le plus clair qu'il puisse faire sur Titan est comme à la tombée de la nuit sur Terre. Bien sûr, ce serait plus sombre encore le matin et le soir et plus on s'éloigne de l'équateur, mais on ne serait donc pas dans une pénombre éternelle sur Titan !

Peu-t-on voir Saturne et ses anneaux depuis la surface de Titan ?

Comme dit plus haut, à l'image de la Lune pour nous, Titan montre toujours la même face à Saturne. Pour un point donné sur Titan, Saturne apparaîtra donc toujours au même endroit. Voir n'apparaîtra pas du tout si l'on prend un point sur la face de Titan qui ne voit jamais Saturne.

Titan est au plus près à environ 1.19M km et au plus loin à 1.26M km de Saturne car son orbite n'est pas parfaitement circulaire mais elliptique. Cette différence reste toutefois très faible, si bien que pour un endroit sur Titan d'où on verrait Saturne, la planète apparaîtrait à peu près toujours avec la même taille, environ 10 fois la taille moyenne de la Lune telle que vue depuis la Terre à l'oeil nu !

Par comparaison avec une pleine lune vue depuis la Terre, quelle serait par exemple l'intensité lumineuse d'une "pleine Saturne" au zénith dans le ciel de Titan de nuit et vue depuis l'équateur ? C'est-à-dire là où Saturne serait directement au-dessus de nos têtes pendant que le soleil étant de l'autre côté de Titan n'éclairerait pas directement cet endroit. Cela dépend de plusieurs facteurs. La lumière émise par Saturne et reçue par Titan n'est autre que de la lumière émise au départ par le soleil et qui se réfléchit sur Saturne. Son intensité, par rapport à la lune pour nous depuis la Terre, dépend de la distance entre Saturne et le soleil (10 fois plus loin que la lune environ, donc Saturne reçoit 100 fois moins de lumière que la lune, intensité lumineuse décroissant avec le carré de la distance), la surface "apparente" de Saturne dans le ciel de Titan (10 fois plus grosse en rayon, donc 100 fois plus grosse en surface apparente, donc réfléchissant 100 fois plus de lumière toutes choses égales par ailleurs), et à quel point Saturne réfléchit la lumière du soleil (on appelle cela l'albédo, et celle de Saturne est 3 fois plus grande que celle de la lune). Il faut voir au final que l'atmosphère de Titan ne laissera passer que 10% de la lumière reçue de Saturne. Si bien qu'au final une pleine Saturne de nuit sur Titan à l'équateur sera environ 3 fois moins brillante que qu'une pleine lune vue depuis la Terre. (le calcul est 1/100*100*3*10%). On verrait donc Saturne sans problème ! Et le "clair de Saturne" suffirait à éclairer le paysage titanesque, du moins assez pour qu'on le voit en nuances de gris. La visibilité devrait être similaire à celle sur Terre une nuit de pleine lune, quand la lune est juste au-dessus de l'horizon.

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Le reste plus bas est en cours d'écriture, en attendant, vous pouvez retrouver toutes les informations, liens et vidéos utiles sur Titan en tant que destination pour l'Humanité à cette adresse : humans-to-titan.org

À venir :

  • Expliquer sous quel angle nous apparaîtraient les anneaux de Saturne vus depuis Titan (beaucoup de vues d'artistes se trompent sur ce point)
  • Saisons
  • Dunes, collines et montagnes
  • Nuages, pluies, rivières, lacs et mers de méthane, marées
  • Un océan d'eau liquide sous la surface !
  • Sources d'énergie et de matières premières
  • Communication
  • Voyage Terre-Titan
  • Possibilité d'une vie exotique sur Titan
  • Titan ressemble à la Terre des débuts
  • Proximité d'autres lunes très intéressantes à étudier (au premier rang desquelles, Encelade)
  • Avenir de Titan : un monde qui finira par devenir habitable, avec de l'eau liquide en surface
  • Projets de missions envisagés
  • Exploration humaine de Titan : besoin de systèmes de propulsion plus rapides
  • En savoir plus (vidéos, articles, livres)
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