Encelade () est un satellite naturel de Saturne, découvert par William Herschel en 1789. Il s'agit du sixième satellite de Saturne par la taille et du quatorzième par son éloignement.

Depuis la mission Voyager 2, et surtout la mission Cassini-Huygens, arrivée en orbite saturnienne en 2004, Encelade est réputé pour posséder plusieurs caractéristiques étonnantes, dont une géologie très complexe jusque-là insoupçonnée, et une activité qui reste toujours actuellement difficile à expliquer, pour un corps de si petite taille ( de diamètre en moyenne). La sonde Cassini a d'ailleurs observé à sa surface des jets de matière qui pourraient être semblables à des geysers composés « d'une sorte d'eau carbonique mélangée à une essence de gaz naturel. », et qui semblent indiquer la présence d'eau liquide sous la surface. De récentes observations ont permis de confirmer cette hypothèse, en démontrant la présence d'un océan d'eau liquide sous sa surface. Les trois ingrédients de la vie (chaleur, eau, molécules organiques) seraient donc potentiellement présents sur Encelade..

Selon les images de la sonde Cassini, Encelade est recouvert d'une couche aux reflets bleutés, caractéristique de la neige d'eau fraîche. La neige serait épaisse d'une centaine de mètres, ce qui indique qu'il neige sur Encelade depuis au moins d'années. Les geysers, et la source de chaleur souterraine qui les alimente, seraient donc actifs depuis très longtemps.

Encelade tourne autour de Saturne au sein de l'anneau le plus externe et le plus ténu de tous, appelé ; cet anneau serait alimenté en permanence en particules par les « éruptions volcaniques » actuelles (ou récentes) d'Encelade. Ce satellite est l'un des quatre seuls objets du Système solaire (avec le satellite de Jupiter Io, celui de Neptune Triton, et la Terre) sur lesquels des éruptions ou des éjections de matière ont pu être directement observées.

Dénomination Ce satellite de Saturne tient son nom d'Encelade, un Géant de la mythologie grecque, vaincu par Athéna lors de la Gigantomachie (la guerre des dieux contre les Géants), et enseveli sous l'île de Sicile. Il est également désigné par les appellations de ou .

Le nom « Encelade », ainsi que ceux des sept satellites de Saturne connus à l'époque, ont été suggérés par John Herschel, le fils du découvreur William Herschel, dans une publication de 1847 John Herschel, Results of astronomical observations made during the years 1834, 5, 6, 7, 8, at the Cape of Good Hope, Smith, Elder and co., Londres, 1847.cité dans : William Lassell, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, , , 1848..

Par la suite, les formations géologiques d'Encelade ont été nommées d'après des personnages et des lieux du recueil des contes persans Les Mille et Une NuitsPlus précisément, ces noms sont tirés de la traduction des Mille et Une Nuits réalisées par sir Richard Francis Burton..

Observation

Pour un observateur terrestre, la magnitude apparente d'Encelade à l'opposition est de 11,7., il n'est donc jamais visible à l'œil nu. Suivant les conditions d'observation et la « qualité du ciel », un télescope de de diamètre est en général nécessaire pour réussir à l'apercevoir.

Puisqu'il fait le tour de Saturne en 1,37 jour (soit un peu moins de ), il est possible, au cours d'une même nuit d'observation, de se rendre compte du mouvement d'Encelade autour de sa planète, pour peu que la durée de visibilité soit suffisamment longue.

Chronologie de l'exploration d'Encelade

Avant le début des années 1980, Encelade n'avait jamais été vu autrement que comme un minuscule point blanc orbitant autour de Saturne. Les seules données connues étaient les caractéristiques de son orbite, et une estimation de sa masse, sa densité et son albédo.

Programme Voyager

Les premières images d'Encelade prises par des engins spatiaux furent celles des deux sondes du programme Voyager. Voyager 1 ne put obtenir que des clichés lointains et de faible résolution en . Toutefois, le fait que ces images montraient une surface lisse, apparemment dépourvue de relief, alors qu'à des résolutions équivalentes des cratères étaient visibles à la surface de tous les autres satellites observés par Voyager 1, constituait déjà un indice de la relative jeunesse de sa surface Terrile, R. J., Cook, A. F., Enceladus: Evolution and Possible Relationship to Saturn's E-Ring, Lunar and Planetary Science XII, LPI Contribution 428, Lunar and Planetary Institute, 1981, ..

En , Voyager 2 réussit à saisir des images de bien meilleure résolution, suffisamment détaillées pour révéler que, contrairement par exemple à Mimas, qui possède une surface vieille, sombre et abondamment cratérisée, la surface d'Encelade est plutôt lisse, jeune et brillante. Le satellite montrait par ailleurs des signes évidents d'activité récente, à l'échelle des temps géologiques. Cette découverte fut à l'époque une grande surprise pour la communauté scientifique, aucun modèle ne pouvant alors expliquer qu'un corps aussi petit et aussi froid puisse encore présenter une activité géologique.

Mission Cassini-Huygens

Survols d'Encelade par la sonde Cassini Cassini's Tour of the Saturn System, The Planetary Society.Date Distance (km) 16 janvier 2005 17 février 2005 9 mars 2005 501 29 mars 2005 21 mai 2005 14 juillet 2005 172 12 octobre 2005 24 décembre 2005 17 janvier 2006 9 septembre 2006 9 novembre 2006 28 juin 2007 30 septembre 2007 12 mars 2008 48 30 juin 2008 11 août 2008 54 9 octobre 2008 25 31 octobre 2008 200 8 novembre 2008 2 novembre 2009 103 21 novembre 2009 28 avril 2010 103 18 mai 2010 201

Les scientifiques de la mission Cassini-Huygens se sont fixé les objectifs principaux suivants à propos d'Encelade Cassini-Huygens - Mission to Saturn & Titan. : cataloguer et analyser les caractéristiques et l'histoire géologique d'Encelade ; définir les différents processus physiques qui ont conduit au façonnage de sa surface ; étudier la composition et la distribution des matériaux constituant la surface — en particulier les zones sombres, peut-être riches en matières organiques, ainsi que la glace ; déterminer la composition globale et la structure interne du satellite ; étudier les interactions d'Encelade avec la magnétosphère de Saturne et son système d'anneaux.

L'étude détaillée d'Encelade dut ensuite attendre l'arrivée en orbite saturnienne de la sonde Cassini, le . Compte tenu des observations réalisées à partir des images prises par Voyager 2, Encelade était considéré comme un objectif de première importance par les scientifiques et planificateurs de la mission Cassini, et plusieurs survols rapprochés, à des distances inférieures à , furent programmés. Les moteurs de la sonde furent même mis à contribution pour réduire la distance de passage lors du survol du , afin de la ramener à environ, nettement inférieure à celle initialement prévue (~).

C'est lors de ce passage que furent découverts des geysers composés de particules très fines de glace (éjectées dans l'espace à plus de la surface) dans la région australe d'Encelade ainsi que des fractures tectoniques dont les « rayures de tigre » produisant des jets de vapeur d’eau en continu.. Pour les étudier, les scientifiques planifièrent un survol audacieux de la sonde Cassini, le , à seulement de la surface. Les premiers résultats révélèrent une température plus élevée que prévu, et la présence de composés organiques, voire d'eau liquide.. D'autres survols à plus basse altitude ont eu lieu à partir de 2008, dans le cadre de la mission étendue de la sonde (voir Chronologie de la mission Cassini-Huygens)).

Le dernier survol d'Encelade par Cassini eu lieu le .. Cassini se trouvant alors à d'Encelade. Le but de ce dernier survol était d'étudier en infrarouge, l'énergie émise de l'intérieur d'Encelade à l'aide de l'instrument CIRS ().

Mission à destination d'Encelade de l'Agence spatiale européenne (vers 2040)

L'Agence spatiale européenne sélectionne début 2024 une mission à destination d'Encelade pour inaugurer son programme scientifique Voyage 2050, qui prend la suite de . La mission a pour objectif de traiter le premier thème de ce programme, soit l'étude des lunes des planètes géantes et plus particulièrement des mondes comportant un océan subglaciaire susceptibles d'abriter des formes de vie. Cinq lunes disposant sans doute d'un tel océan étaient envisageables (les satellites d'Uranus et de Neptune n'en font pas partie car ces lunes très distantes de la Terre sont trop complexes à étudier). Il s'agit d'une part des lunes de Jupiter Ganymède et Callisto, qui sont toutefois déjà les cibles de la mission JUICE développée par l'agence spatiale, et d'autre part d'Europe et des lunes de Saturne Titan et Encelade. Europe doit être étudiée par la mission de la NASA et il est moins probable que l'océan subglaciaire de Titan abrite une forme de vie car il n'est pas au contact direct avec le noyau rocheux chaud contrairement à Encelade. Un autre avantage de cette dernière est que les geysers qui la caractérisent permettent d'étudier la composition de l'océan interne sans avoir besoin d'atterrir. Sur le plan technique, la mission comprendra un atterrisseur devant se poser près du pôle sud de ce petit corps et un orbiteur qui doit analyser les matériaux éjectés par les geysers. Compte tenu de la masse de la sonde spatiale au départ de la Terre, son lancement nécessitera l'utilisation de deux Ariane 64 et une manœuvre de rendez-vous en orbite basse terrestre entre les deux composants pour permettre leur assemblage. Le lancement doit intervenir entre 2040 et 2045 pour un atterrissage à la surface d'Encelade vers 2054...

Caractéristiques physiques Orbite vignette|redresse=1.5|Représentation schématique de l'orbite d'Encelade (en rouge) autour de Saturne, vue par-dessus. Encelade fait partie des satellites majeurs internes du système saturnien, et se situe en quatorzième position par ordre d'éloignement à partir de Saturne ; il orbite à l'intérieur de l'anneau E, le plus externe de tous, à l'endroit où la densité de matière est maximale au sein de cette couronne très large mais très ténue.

Encelade se trouve de plus en résonance 2:1 avec une autre lune de Saturne, Dioné ; il parcourt donc exactement deux orbites pendant que Dioné de son côté fait une révolution autour de la planète.

Encelade est en moyenne à du centre de Saturne, mais seulement à de ses nuages les plus élevés, soit trois fois le rayon de la planète, et en fait le tour en environ. Comme beaucoup de satellites naturels, Encelade est en rotation synchrone autour de Saturne ; sa période orbitale étant égale à sa période de rotation, il présente toujours la même face vers la planète, comme le fait la Lune avec la Terre.

L'orbite d'Encelade est quasiment circulaire, qui présente une excentricité de seulement 0,0045 et une inclinaison de 0,019° par rapport au plan de l'équateur de Saturne.

vignette|redresse=2|centre|Encelade orbite à l'intérieur de l'anneau E, à l'endroit où celui-ci est le plus dense.

Forme et dimensions

vignette|Comparaison à l'échelle de la taille d'Encelade et de celle de la Grande-Bretagne. Encelade est un satellite plutôt petit, par son diamètre moyen de , soit presque sept fois inférieur à celui de la Lune. Ces dimensions réduites lui permettraient de tenir à l'intérieur de la Grande-Bretagne, comme le montre l'illustration ci-contre.

Il s'agit du sixième satellite de Saturne par ordre de masse et de diamètre décroissant, après Titan ( de diamètre), Rhéa (), Japet (), Dioné () et Téthys (). C'est également l'un des plus petits satellites sphériques du système interne, tous les autres satellites plus petits ayant une forme irrégulière (mis à part Mimas avec ses de diamètre).