Titan est un objet passionnant de notre Système solaire : le second plus gros satellite après Ganymède, Titan fut découvert le 25 mars 1655 par le hollandais Christiaan Huygens. Son diamètre (5150 km), supérieur à celui de Mercure, Pluton, et la Lune, est assez proche de celui de Mars.

Mais la caractéristique la plus remarquable de ce satellite, et cela n'a été découvert qu’en 1980 par les sondes Voyager, est sans doute la nature de son atmosphère, si proche de l'atmosphère terrestre. En effet, comme pour la Terre, le composant principal de l'atmosphère est le diazote (N2) avec une proportion de plus de 95%. Les autres composés présents en quantités relativement importantes sont le méthane (CH4) et l'hydrogène moléculaire (H2).

Les réactions entre ces composants donnent naissance à une chimie organique complexe qui produit des hydrocarbures, des nitriles et même des molécules prebiotiques (dont HCN, par exemple) dont l’étude pourrait permettre aux chercheurs de mieux comprendre les conditions prévalant sur la Terre primitive et qui ont conduit à la vie sur notre planète. Par ailleurs, très peu d’oxygène (sous forme de H2O, CO et CO2) est présent sur Titan.

Titan vu par les caméras de Voyager en 1980 et par celle de Cassini/ISS en 2005. Dans le premier cas, Titan était peu visible en dehors de la brume qui recouvre tout le satellite. Dans le deuxième cas, avec Cassini les nuages sont percés et on voit les motifs de la surface. Crédit : NASA/JPL/SSI.

Depuis sa découverte, Titan a fait l’objet de nombreuses observations, mais son étude n'a réellement progressé que depuis quelques décennies, en s'appuyant sur des données acquises au sol (en imagerie, par optique adaptative ou par spectroscopie, mais aussi par des occultations stellaires). D’autre part, le satellite infrarouge ISO (pour Infrared Space Observatory), mis en orbite par l'ESA en 1995, a également fourni un grand nombre de spectres infrarouges de Titan entre 1995 et 1997, qui ont permis, entre autres, d’identifier des nouvelles molécules dans l’atmosphère de Titan (eau, benzène, etc).

Par ailleurs, au-delà des apports de Voyager ou de Pioneer, Titan est actuellement la cible privilégiée d’une autre mission spatiale, Cassini-Huygens, en orbite autour de Saturne depuis 2004, et pour une durée d'au minimum 4 années. Cassini et le module de descente Huygens ont apporté une moisson de nouvelles données sur Titan caractérisant essentiellement sa surface, jusqu’alors obscurcie par l’épaisse couche de brume entourant le satellite. Cette surface ne cesse de surprendre les scientifiques grâce à une topographie très riche et intrigante : des systèmes fluviaux, des lacs au pôle nord, des cryovolcans et d’autres motifs (dont certains restent encore à découvrir sans doute) parsèment un terrain que l’on pourrait croire "terrestre" si ce n’était que les matériaux (essentiellement de la glace et des hydrocarbures) sont tellement différents des nôtres.

La surface de Titan vue "in situ" par l’instrument DISR le 14 Janvier 2005. Crédit: NASA/JPL/University of Arizona [cliquez sur l'image pour l'agrandir]

Mosaique de Titan construite à partir de plusieurs images de VIMS prises en Octobre 2004 et montrant ce que les scientifiques interprètent comme un cryovolcan. Crédit : NASA/JPL/University of Arizona [cliquez sur l'image pour l'agrandir]