Europa Clipper : navigation vers la lune glacée de Jupiter

Europe Clipper art

Illustration d'artiste de l'Europa Clipper, un vaisseau spatial de la NASA qui étudiera Europa, la lune de Jupiter, qui abrite l'océan pendant des dizaines de survols. (Crédit image : NASA)





Europa Clipper est une mission prévue de la NASA qui enquêterait sur l'habitabilité de l'une des lunes de Jupiter, Europa. Sous la surface glacée de la lune, on pense qu'il existe un vaste océan. Le télescope spatial Hubble a détecté des preuves de panaches sortant de cet océan à plusieurs reprises ces dernières années, ajoutant plus de spéculations selon lesquelles la vie serait possible sur Europa.

La mission a été officiellement renommée 'Clipper' en 2017, après que ce titre a été utilisé comme surnom pendant des années. (L'ancien nom officiel de la NASA était Europa Multiple Flyby Mission.) Clipper fait référence à « les clippers qui ont traversé les océans de la Terre au XIXe siècle… des voiliers à trois mâts réputés pour leur grâce et leur rapidité », selon un Déclaration de la NASA en mars 2017 .

Si la mission était lancée, Europa Clipper survolerait la lune de 40 à 45 fois pour aider les scientifiques à en savoir plus sur l'environnement d'Europe : sa surface glacée, son intérieur et les quantités massives de rayonnement qui l'entourent, provenant de Jupiter à proximité. Le Congrès avait précédemment demandé le lancement de la mission en 2022, mais les récents changements budgétaires pourraient obliger l'expédition à se lancer plus tard dans les années 2020.



Histoire de l'exploration d'Europe

L'astronome italien Galileo Galilei a découvert Europe et les trois autres plus grandes lunes de Jupiter en 1610, peu de temps après l'invention du télescope. En raison de la petite taille d'Europe, les enquêtes détaillées sur la lune ont dû attendre l'ère spatiale, lorsque les vaisseaux spatiaux ont survolé le satellite.

Europa a été examinée pour la première fois par les vaisseaux spatiaux Pioneer 10 et Pioneer 11 de la NASA, respectivement en 1973 et 1974, bien que ces missions se soient concentrées sur l'imagerie de Jupiter. Des survols rapides ultérieurs ont eu lieu au cours des missions Voyager 1 et Voyager 2 de la NASA, qui ont traversé le système de Jupiter à quelques mois d'intervalle en 1979. Ces premières images, bien que prises à distance, ont montré qu'Europe avait une surface glacée. À l'époque, de nombreux astronomes pensaient que toutes les lunes étaient similaires à la lune presque sans atmosphère de la Terre, donc voir des endroits comme Europa était une surprise.

' Même si les Voyagers ne sont pas passés très près d'Europe, leurs images étaient d'une qualité suffisamment élevée pour que les chercheurs aient noté [que] certaines des bandes sombres avaient des côtés opposés qui se correspondaient extrêmement bien, comme des pièces d'un puzzle ', NASA dit dans une rétrospective sur l'exploration d'Europe .



'Ces fissures s'étaient séparées et des matériaux sombres et glacés semblaient avoir coulé dans les espaces ouverts, suggérant que la surface avait été active à un moment donné dans le passé', a déclaré la rétrospective de la NASA. «Les images de Voyager n'ont montré qu'une poignée de cratères d'impact, qui devraient s'accumuler au fil du temps alors qu'une surface planétaire est constamment bombardée par des météorites pendant des milliards d'années jusqu'à ce que la surface soit recouverte de cratères. Ainsi, l'absence de grands cratères d'impact suggérait que la surface de la lune était relativement jeune et impliquait que quelque chose les avait effacés, comme des coulées glaciales, volcaniques ou la sédimentation de la croûte glacée sous son propre poids.

La mission conjointe NASA-Agence spatiale européenne Galileo à Jupiter a effectué plusieurs survols d'Europe entre 1995 et 2003. L'une des réalisations les plus notables de cette mission a été de trouver de nombreuses preuves d'un océan liquide salé sous la surface d'Europe.

«L'une des mesures les plus importantes de Galilée a montré comment le champ magnétique de Jupiter a été perturbé dans l'espace autour d'Europe. Cette mesure impliquait fortement qu'un type spécial de champ magnétique était créé (ou induit) en Europe par une couche profonde d'un fluide électriquement conducteur sous la surface », a déclaré la NASA.



«D'après la composition glacée d'Europe, les scientifiques pensent que le matériau le plus susceptible de créer cette signature magnétique est un océan mondial d'eau salée. Une future mission en Europe pourrait confirmer l'existence de l'océan et commencer à répondre aux questions sur l'habitabilité de la lune pour la vie telle que nous la connaissons.

En 2012, les observations du télescope spatial Hubble ont suggéré l'existence d'un panache émanant de l'atmosphère sud d'Europe. Les suivis ont d'abord été difficiles à obtenir, mais d'autres observations de la lune ont donné plus de panaches en 2014 et 2016. Les deux derniers panaches émanaient d'un point chaud détecté pour la première fois par la mission Galileo, ce qui indique que le point et les panaches peuvent être liés d'une manière ou d'une autre, ont déclaré des scientifiques en 2016 .

Historique du développement d'Europa Clipper

Europa Clipper est né d'une mission qui devait inclure une participation avec l'Agence spatiale européenne et l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale. La mission s'appelait Europa Jupiter System Mission-Laplace et devait décoller en 2020. Elle aurait inclus deux sondes : la Jupiter Europa Orbiter (de la NASA) et la Jupiter Ganymede Orbiter (ESA).

En fin de compte, cependant, les deux agences ont abandonné la collaboration en raison d'un conflit entre leurs visions spatiales. La contribution de l'ESA est née du programme Cosmic Vision 2015-2025 de l'agence, dans lequel la communauté scientifique détermine les objectifs d'exploration spatiale les plus urgents pour les futures missions. Les États-Unis, cependant, n'ont pas identifié la mission Europa comme une priorité dans l'enquête décennale 2011 du National Research Council des États-Unis, selon l'ESA. (Ce fut également le cas pour deux autres missions de l'ESA, les Européens ont donc choisi de se retirer en tant que partenaire, ont-ils déclaré dans un communiqué à l'époque.)

L'Agence spatiale européenne a lancé une nouvelle mission indépendante, appelée JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer), qui se concentrerait sur Ganymède, Callisto et Europa. Cette mission a finalement été approuvée pour le lancement et devrait quitter la Terre en 2022 et arriver au système de Jupiter en 2030. Pendant ce temps, la NASA et la communauté scientifique américaine ont tracé leur propre voie pour une mission de l'orbiteur Europa moins chère, appelée Europa Multiple-Flyby Mission. La mission a été approuvée pour le développement ultérieur de la NASA en 2015, la même année, le Congrès a demandé à la NASA d'envisager d'ajouter un atterrisseur pour améliorer la science de la mission.

Début 2017, Europa Clipper, comme s'appelle désormais la mission, a atteint son stade de conception (Phase B). À cette partie de la planification de la mission, les ingénieurs des engins spatiaux doivent déterminer les conceptions détaillées des composants de l'engin spatial ainsi que les instruments qu'il est censé emmener en Europe. Les principaux défis que la mission doit surmonter comprennent la gestion de l'environnement de rayonnement sévère et la garantie que le vaisseau spatial est correctement stérilisé pour répondre aux directives de protection planétaire de la NASA. La demande de budget présidentiel de 2018 n'a cependant pas approuvé l'atterrisseur.

'Pour préserver l'équilibre du portefeuille scientifique de la NASA et maintenir la flexibilité nécessaire pour mener des missions jugées plus importantes par la communauté scientifique, le budget ne prévoit aucun financement pour une mission de plusieurs milliards de dollars devant atterrir sur Europa', a déclaré le document directeur de 2018, qui est sorti en mars 2017 .

La proposition de budget de 19,1 milliards de dollars (publiée en mai 2017) désignait 425 millions de dollars pour poursuivre les travaux sur la mission, mais la NASA a averti que si le budget correspondait aux projections actuelles, cela ne permettrait pas à l'agence de lancer la mission à temps pour l'échéance 2022 du Congrès. . Cette date limite a été repoussée à 2015. Europa Clipper devrait nécessiter 2,48 milliards de dollars, mais jusqu'à présent, il ne devrait recevoir que 1,63 milliard de dollars d'ici 2022.

'Nous n'avons pas le budget pour le lancer en 2022, en particulier en raison de budgets stables au cours des dernières années', a déclaré le directeur financier par intérim de la NASA, Andrew Hunter, lors d'une téléconférence, faisant référence au fait que la NASA devrait avoir un montant fixe de 19,1 milliards de dollars. budget global jusqu'en 2022. Si ce budget tient, a ajouté la NASA, Clipper pourrait ne pas être lancé avant le milieu ou la fin des années 2020.

Europa Clipper science

Le plan de mission actuel prévoit que Clipper effectue jusqu'à 45 survols d'Europe à différentes altitudes, allant de 25 kilomètres (16 milles) à 2 700 kilomètres (1 700 milles) au-dessus de la surface de la lune. Les survols feraient des passages rapprochés d'Europe (où le rayonnement est le plus intense), puis se déplaceraient vers une zone beaucoup plus éloignée, où le vaisseau spatial pourrait transmettre et recevoir des données de la Terre et se préparer au prochain survol de la lune glacée. Le rayonnement devrait être le facteur limitant de la durée de vie de la mission, tandis que la plupart des autres missions spatiales s'arrêtent parce qu'elles manquent de carburant ou perdent la capacité de pointer correctement les instruments.

Voici la liste complète des instruments scientifiques qui devraient voler sur la mission :

  • Instrument à plasma pour le sondage magnétique (PIMS)
  • Caractérisation intérieure d'Europe par MAGnetométrie (ICEMAG)
  • Spectromètre d'imagerie cartographique pour Europa (MISE)
  • Système d'imagerie Europa (EIS)
  • Radar pour l'évaluation et le sondage d'Europe : de l'océan à la surface proche (REASON)
  • Système d'imagerie d'émission thermique Europa (E-THEMIS)
  • Spectromètre MAss pour l'EXploration planétaire/Europa (MASPEX)
  • Spectrographe ultraviolet/Europa (UVS)
  • Analyseur de masse de poussière de surface (SUDA)

Les neuf instruments du vaisseau spatial sont conçus pour en révéler davantage sur la nature de la surface et de l'océan d'Europe. Selon la Nasa, des images et des données reflueraient sur Terre à partir des caméras et des spectromètres, le radar scruterait la glace d'Europe pour voir son épaisseur et ce qui pourrait se trouver en dessous, et le magnétomètre analyserait le champ magnétique de la lune (informations qui aideraient à affiner les mesures de la profondeur et de la salinité de l'océan).

L'équipe prévoit également de suivre les observations des panaches du télescope spatial Hubble. Plus précisément, l'instrument thermique rechercherait des preuves d'eau plus chaude près de la surface, tandis que le Clipper rechercherait également de l'eau dans l'atmosphère.

'Si l'existence des panaches est confirmée et qu'ils sont liés à un océan souterrain, l'étude de leur composition aiderait les scientifiques à étudier la composition chimique de l'environnement potentiellement habitable d'Europe tout en minimisant le besoin de percer des couches de glace', a déclaré la NASA.

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