Study of the environment of Titan : the stratosphere and the surface of the satellite, future mission experiments & educational activities

par Georgios Bampasidis

Thèse de doctorat en Astronomie et astrophysiqueAstronomie et astrophysique

  • Titre traduit

    Etude de l'environnement de Titan : la stratosphère et la surface du satellite, futures missions spatiales et retombées pégagogiques


  • Résumé

    Cette étude porte sur l'environnement de Titan à partir de l'analyse de données spatiales et du sol. D'une part, la température et la composition chimique de la stratosphère de Titan sont déterminées par l'exploitation des spectres fournis par l'instrument CIRS de Cassini. La thèse décrit un travail complet sur les données depuis leur extraction, leur calibration et jusqu'à leur analyse par un code de transfert radiatif. Les résultats ont permis de mettre en évidence la présence des variations en latitude mais aussi avec le temps, dus aux saisons du satellite. Des données prises avec des grands télescopes au sol ou avec ISO ont été exploitées dans cette partie. L'étude comporte aussi des contributions à la détermination de l'abondance de la vapeur d'eau et aux variations entre hémisphères des gaz et de la brume de Titan. De plus, une recherche de nouvelles molécules a été initiée à partir de larges spectres CIRS. Un second volet traite de la surface du satellite et de ses composantes liquides, à partir des données Cassini/VIMS et apporte des informations sur la géologie et sur le cycle du méthane qui relie l'atmosphère à la surface et à l'intérieur. Les implications astrobiologiques de ces recherches sont discutées dans le cadre de la quête pour des habitants de notre système solaire parmi les satellites de glace des planètes géantes. Tous ces travaux ont un impact sur la préparation de futures missions spatiales vers Titan, Saturne et le système de Jupiter et des instruments possibles sont proposés. Enfin, le contexte pédagogique et les retombés dans l'éducation et l'information du grand public sont discutés à la fin du manuscrit.


  • Résumé

    This study concerns Titan's environment from the analysis of spatial and ground-based data. On one hand, the temperature and the chemical composition of Titan's stratosphere is determined by the exploitation of spectra recorded by the instrument CIRS of Cassini. This thesis describes a complete work on the data since their extraction, their calibration and up to their analysis by a radiative transfer code. The results permitted to highlight the presence of variations in latitude but also in time, due to the seasons of the satellite. Data taken with big telescopes from the ground or with ISO, were also used in this work. The study also contains contributions to the determination of the abundance of the water vapor and in the variations between hemispheres in the gaseous and aerosol content. Futhermore, a search for a new molecules was initiated from large CIRS spectra. A second part deals with the surface of the satellite and its liquid components, the lakes of methane, from Cassini / VIMS data and brings information on the geology and the cycle of the methane which links the atmosphere with the surface and the interior. The astrobiological implications of this work are discussed within the framework of the quest for habitable environments in our solar system among the icy satellites of the giant planets. All these studies have an impact on the preparation of future space missions to Titan, Saturn and the system of Jupiter and possible instrumentation is proposed. Finally, the context for education and outreach possibilities is discussed.

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  • Détails : 1 vol. (X-597 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.569-597

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