Les satellites de glace

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Principe de la recherche sur les satellites de glace
Le recherche sur les satellites de glace est difficile à cause du manque de données. En effet, dans les meilleurs des cas, les satellites n'ont été survolés par des sondes artificielles qu'à quelques reprises. Jamais une sonde ne s'est satellisée autour de ces corps pour les étudier en continu.

Pour se faire une idée de ce que peut être la structure interne d'un de ses satellites, on peut essayer de comprendre son histoire géologique par l'observation de sa surface et tenir compte des données collectées lors des survols (masse, taille, densité, forme, champ de gravité et moments d'inertie, champ magnétique).

A partir de là on peut essayer construire des modèles d'intérieur qui sont en accord avec ces données; pour ce faire, on utilise une approche numérique. Néanmoins, cela nécessite une bonne connaissance du comportement des matériaux (glaces, roches, ...) dans les conditions de température et de pression qui règnent à l'intérieur des satellites, ce qui n'est pas toujours le cas. Chaque modèle correspond à un ensemble de paramètres (nombre de Love, densité moyenne mais aussi densité, rigidité et autres propriétés de chaque couche). En général, plusieurs modèles, et donc plusieurs ensembles de paramètres, correspondent aux observations. Par exemple, dans le cas de Titan, la présence d'un océan liquide interne n'est pas du tout certaine. D'autres modèles d'intérieur, sans cet océan sont également valables.

Le travail des chercheurs est de déterminer de quelle façon on peut les départager. Quelles seraient les mesures à effectuer lors d'une mission d'exploration pour mieux contraindre l'ensemble des paramètres et quelles seraient les caractéristiques (précision des instruments) de la sonde utilisée? Cette partie du travail est également réalisée à l'aide de simulations numériques. Les éventuels résultats font l'objet de publications dans diverses revues scientifiques.
Contribution de L'ORB
Les chercheurs en géophysique de l'Observatoire Royal de Belgique se sont intéressés à particulier par Ganymède, Europe et Titan.

Le système de Saturne et Encelade et Titan:

Les scientifiques de l’Observatoire royal de Belgique sont impliqués dans la recherche concernant le Système de Saturne et en particulier concernant Encelade et Titan. Voici la liste des publications dans ce domaine :

  1. Karatekin Ö. and Van Hoolst T., 2006, “The effect of a dense atmosphere on the tidally induced potential of Titan.”, Icarus, 183(1), pp. 230-232.
  2. Karatekin Ö., Van Hoolst T., and Tokano T., 2008, “Effect of internal gravitational coupling on Titan's non-synchronous rotation.”, Geophys. Res. Letters, 35, L16202, DOI: 10.1029/2008GL034744.
  3. Van Hoolst T., Rambaux N., Karatekin Ö., and Baland R.-M., 2009, “The effect of gravitational and pressure torques on Titan's length-of-day variations.”, Icarus, 200(1), pp. 256-264, DOI: 10.1016/j.icarus.2008.11.009.
  4. Rambaux N., Castillo-Rogez J.C., Williams J.G., and Karatekin Ö., 2010, “Librational response of Enceladus.”, Geophys. Res. Lett., 37, 4202, DOI: 10.1029/2009GL041465.
  5. Baland, R.-M., Van Hoolst T., Yseboodt M., and Karatekin O¨., 2011, Titan's Obliquity as evidence of a subsurface ocean?, Astron. Astrophys., 530, A141, DOI: 10.1051/0004-6361/201116578.
  6. Tokano T., Van Hoolst T., and Karatekin Ö., 2011, “Polar motion of Titan forced by the atmosphere.”, J. Geophys. Res. (Planets), 116(E5), CiteID: E05002, DOI: 10.1029/2010JE003758.
  7. Charnoz S., Crida A., Castillo-Rogez J.C., Lainey V., Dones L., Karatekin Ö., Tobie G., Mathis S., Le Poncin-Lafitte C., Salmon J., 2011, “Accretion of Saturn’s mid-sized moons during the viscous spreading of young massive rings: solving the paradox of silicate-poor rings versus silicate-rich moons.”, Icarus, 216(2), pp. 535-550, DOI: 10.1016/j.icarus.2011.09.017.
  8. Lainey V., Karatekin Ö., Desmars J., Charnoz S., Arlot J.-E., Emelyanov N., Le Poncin-Lafitte C., Mathis S., Remus F., Tobie G., and Zahn J.-P., 2012, “Strong Tidal Dissipation in Saturn and Constraints on Enceladus.”, Astrophys. J., 752(1), article id. 14, 19 pp., DOI: 10.1088/0004-637X/752/1/14.
Le Système de Jupiter et Ganymède et Europe:

Les scientifiques de l’Observatoire royal de Belgique sont impliqués dans la recherche concernant le Système de Jupiter et en particulier concernant Ganymède et Europe. Voici la liste des publications dans ce domaine :

  1. Lainey V., Arlot J.E., and Vienne A., 2004, “New accurate ephemerides for the Galilean satellites of Jupiter: II-Fitting the observations.”, Astron. Astrophys., 427, pp. 371-376, DOI: 10.1051/0004-6361:20041271.
  2. Lainey V., Duriez L., and Vienne A., 2004, “New accurate ephemerides for the Galilean satellites of Jupiter. I. Numerical integration of elaborated equations of motion.”, Astron. Astrophys., 420, pp. 1171-1183, DOI: 10.1051/0004-6361:20034565.
  3. Lainey V. and Tobie G., 2005, “New constraints on Io's and Jupiter's tidal dissipation.”, Icarus, Vol. 179, Issue 2, DOI: 10.1016/j.icarus.2005.07.017, pp. 485-489.
  4. Van Hoolst T., Rambaux N., Karatekin Ö., Dehant V., and Rivoldini A., 2008, “The librations, shape, and icy shell of Europa.”, Icarus, 195(1), pp. 386-399, DOI: 10.1016/j.icarus.2007.12.011.
  5. Van Hoolst T., Rambaux N., Karatekin Ö., and Baland R.-M., 2009, “The effect of gravitational and pressure torques on Titan's length-of-day variations.”, Icarus, 200(1), pp. 256-264, DOI: 10.1016/j.icarus.2008.11.009.
  6. Lainey V., Arlot J.E., Karatekin Ö., and Van Hoolst T., 2009, “Strong tidal dissipation in Io and Jupiter from astrometric observations.”, Nature, 459(7249), pp. 957-959, DOI: 10.1038/nature08108.
  7. Hussmann H., Choblet G., Lainey V., Matson D.L., Sotin C., Tobie G., and Van Hoolst T., 2010, “Implications of Rotation, Orbital States, Energy Sources, and Heat Transport for Internal Processes in Icy Satellites.”, Space Sci. Rev., DOI: DOI 10.1007/s11214-010-9636-0.
  8. Baland R.-M. and Van Hoolst T., 2010, “Librations of the Galilean satellites: the influence of global internal liquid layers.”, Icarus, 209(2), pp. 651-664, DOI: 10.1016/j.icarus.2010.04.004.
  9. Schubert G., Hussmann H., Lainey V., Matson D. L., McKinnon W. B., Sohl F., Sotin C., Tobie G., Turrini D., and Van Hoolst T., 2010, “Evolution of Icy Satellites.”, Space Sci. Rev., 153(1-4), pp. 447-484, DOI: 10.1007/s11214-010-9635-1.
  10. Bills B. G., Nimmo F., Karatekin Ö., Van Hoolst T., Rambaux N., Levrard B., and Laskar J., 2010, “Rotational dynamics of Europa.”, in: Europa Book, University of Arizona Press Space Science Series.
  11. Baland, R.-M., Van Hoolst T., Yseboodt M., and Karatekin O¨., 2011, Titan's Obliquity as evidence of a subsurface ocean?, Astron. Astrophys., 530, A141, DOI: 10.1051/0004-6361/201116578.
  12. Rambaux N., Van Hoolst T., and Karatekin Ö., 2011, “Librational response of Europa, Ganymede, and Callisto with an ocean for a non-keplerian orbit.”, Astronomy & Astrophysics, 527, CiteID: A118, DOI: 10.1051/0004-6361/201015304.
  13. Baland R.-M., Yseboodt M., and Van Hoolst T., 2012, “Obliquity of the Galilean satellites: The influence of a global internal liquid layer.”, Icarus, 220(2), pp. 435-448, DOI: 10.1016/j.icarus.2012.05.020.
  14. Van Hoolst T., Rivoldini A., Baland R.-M., and Yseboodt M., 2012, “The effect of tides and an inner core on the forced longitudinal libration of Mercury.”, Earth Planet. Space Sci., 333, pp. 83-90, DOI: 10.1016/j.epsl.2012.04.014.
  15. Van Hoolst T., Baland R.-M., and Trinh A., 2013, “On the librations and tides of large icy satellites.”, Icarus, 226, 299-315.
  16. Grasset O., Dougherty M.K., Coustenis A., Bunce E., Erd C., Titov D., Blanc M., Coates A., Drossart P., Fletcher L., Hussmann H., Jaumann R., Krupp N., Lebreton J.P., Prieto-Ballesteros O., Tortora P., Tosi F., and T. Van Hoolst, 2013, “JUpiter ICy moons Explorer (JUICE): an ESA mission to orbit Ganymede and to characterise the Jupiter system.”, Planetary and Space Science, 78, 1-21.
Implications dans l'élaboration des missions spatiales
Projet JUICE


Last modified: Apr 25, 2018 10:04:23
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