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Des chercheurs ont recréé une mer de Titan en laboratoire !

Ligeia Mare, deuxième plus grand lac sur Titan (NASA / JPL-Caltech / SSI)

Piloter un sous-marin devient compliqué lorsque la température descend à -180 °C, encore plus lorsque cet océan est fait de méthane et d’éthane. C’est notamment le cas sur Titan, la lune de Saturne. La NASA prévoit pourtant de s’y rendre et d’explorer les fonds marins avec un submersible. C’est pourquoi il faut faire des tests, ici sur Terre.

Des chercheurs de l’Université de Washington (États-Unis) travaillent avec la NASA pour déterminer comment un sous-marin pourrait fonctionner sur Titan, la plus grande des nombreuses lunes de Saturne, et la deuxième plus grande du système solaire. L’agence spatiale prévoit en effet de lancer un véritable sous-marin dans les mers de Titan dans les 20 prochaines années. Pour étudier les problématiques inhérentes à une telle mission, les chercheurs ont donc recréé un lac de Titan en laboratoire.

Titan est d’un intérêt particulier pour les chercheurs, car elle présente de nombreuses similarités avec notre planète. La surface de la lune inclut des océans, des rivières et des nuages, et comme sur la terre, il peut aussi pleuvoir – des gouttes d’hydrocarbures certes, mais il pleut quand même au printemps. Et sur Titan ce n’est donc pas de l’eau mais du méthane, toutefois la vie pourrait éventuellement se développer. Il s’agirait d’une vie microbienne différente de celle observée sur Terre. Seulement ces microbes, si tant est qu’il y en ait, encore faut-il pouvoir les déceler. Impossible avec un télescope, et compliqué avec une sonde. Non, le meilleur moyen reste de plonger directement dans les lacs.

Titan, lune de Saturne.
Crédits : NASA/JPL/University of Arizona/University of Idaho

Ce sous-marin devra fonctionner de façon autonome. Il aura pour mission d’étudier les conditions atmosphériques et océaniques, se déplacer dans les fonds marins et planer au-dessus ou en dessous de la surface. L’ingénierie est encore plus délicate, car contrairement à la densité de l’eau quasi homogène dans les océans terrestres, la concentration d’éthane et de méthane peut varier considérablement dans les océans de Titan. Ian Richardson, de l’Université de Washington, a eu l’occasion d’aborder la façon dont la NASA pourrait construire un sous-marin capable d’évoluer dans ces conditions extrêmes. Dans un laboratoire cryogénique, le chercheur et son équipe ont recréé l’atmosphère et simulé les mers de Titan, pour ensuite tester comment une petite machine pourrait évoluer dans de telles conditions.

L’un des plus grands défis était ici de comprendre comment réagissaient les bulles produites. En effet, ajoutez un sous-marin alimenté produisant de la chaleur dans un liquide d’hydrocarbures très froid, et des bulles d’azote se formeront. Trop de bulles rendraient alors les manœuvres difficiles. Un autre problème était de pouvoir filmer dans ces conditions inhabituelles. Les chercheurs se sont ici appuyés sur un endoscope et une caméra vidéo capables de supporter les basses températures et les hautes pressions pour visualiser ce qui se passait dans la chambre d’essai. « Ce ne sont pas les conditions les plus amicales », note le chercheur. « Vous devez trouver des solutions créatives ».

Les chercheurs poursuivent actuellement leurs travaux avec la NASA, espérant concevoir un submersible capable d’évoluer dans les conditions difficiles de Titan. Il reste encore du chemin à parcourir, mais il faut bien commencer quelque part.

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