EUROPA CLIPPER À LA DÉCOUVERTE D'EUROPE

Europa Clipper doit passer trois années complètes à sonder l'océan sous-glaciaire d'Europe (Photo : A.Meunier d'après un document Nasa/JPL).

Europa Clipper doit passer trois années complètes à sonder l'océan sous-glaciaire d'Europe (Photo : A.Meunier d'après un document Nasa/JPL).

Si l’exploration habitée doit nous emmener sur la Lune dans quelques années, en matière d’exploration planétaire ce sont les lunes galiléennes de Jupiter qui devraient faire l’objet de toutes les attentions avec le départ projetée des sondes européenne Juice et américaine Europa Clipper. Cette dernière faisait d’ailleurs l’objet d’une présentation lors de l’IAC 2019 à Washington.

L’exploration habitée est une chose mais l’exploration automatique du système solaire en est une autre. Distante d’environ 700 millions de kilomètres, Jupiter a reçu de nombreuses visites en presque un demi-siècle. Dans les années 70, la planète géante gazeuse a été survolée par quatre sondes : Pioneer 10 en 1973, Pioneer 11 en 1974, Voyager 1 et 2 en 1979. D’autres survols ont lieu à partir des années 90 : d’abord avec la sonde Ulysses en 1992, puis en 2000 avec Cassini-Huyghens et enfin en 2007 avec New Horizons. Mais ce n’est toutefois qu’en 1996 que le système jovien bénéficie d’une étude en profondeur avec l’arrivée de la sonde Galileo. Si Juno, actuellement à pied d’oeuvre depuis aout 2016, s’intéresse surtout à l’atmosphère de Jupiter, Europa Clipper planifiée à partir de 2022, vise principalement l’étude de la Lune Europe. Cette petite planète de 3120 kilomètres de diamètre est en effet considérée comme l’un des candidats les plus prometteurs pour la recherche d’une vie extraterrestre dans le système solaire. Malgré sa petite taille, ce monde renferme l’équivalent de deux fois la masse des eaux présentes sur la Terre. Quarante-cinq survols d’Europe sont programmés sur les trois ans que le vaisseau devra passer dans l’environnement hautement radiatif de Jupiter afin de déterminer si sa petite lune est habitable. Cette mission « flagship » est une collaboration entre l’Applied Physics Laboratory (APL) de l’Université Johns-Hopkins et le Jet Propulsion Laboratory de Pasadena.

Présentation d'Europa Clipper par l'équipe de la mission lors de l'IAC 2019 à Washington (Photo : Antoine Meunier).

Présentation d'Europa Clipper par l'équipe de la mission lors de l'IAC 2019 à Washington (Photo : Antoine Meunier).

Charge utile

Neuf instruments composent la charge scientifique d’Europa Clipper pour une masse de 352 kg. Le radar REASON, conçu par le JPL, doit déterminer les caractéristiques de la banquise qui va de la surface jusqu’à l’océan sous-glaciaire. La caméra EIS a pour mission de cartographier Europe avec une résolution de 0,5 m. Le spectromètre de masse SUDA aura pour objectif de mesurer les particules solides éjectées depuis la surface d’Europe. L’instrument MISE doit cartographier les matériaux organiques. Ce qui doit permettre de déterminer d’éventuels indices pouvant permettre la présence d’une quelconque forme de vie sur Europe. Dérivé de l’instrument THEMIS de la sonde Mars Odyssey, le détecteur de chaleur E-THEMIS doit fournir des images thermiques des jets d’eau issus de la banquise europienne. Pour sa part, PIMS s’intéressera à la magnétosphère de Jupiter et aux interactions avec l’environnement d’Europe. Le spectrograph E-UVS doit fournir des informations dans l’ultraviolet sur la mince exosphère d’Europe. Le spectromètre MASPEX aura pour mission de déterminer la composition de l’océan sous-glaciaire en effectuant des mesures de la très mince atmosphère de la petite planète. La charge utile aurait également du inclure le magnétomètre ICEMAG qui a été annulé en mars 2019 et remplacé par le magnétomètre ECM jugé moins coûteux. Par ailleurs, il fut un temps envisagé de doter Europa Clipper d’un petit atterrisseur mais cette idée a été abandonnée « car cela aurait doublé la masse du vaisseau », explique Robert Pappalardo, responsable scientifique de la mission pour le JPL. L’orbiteur atteint déjà une masse de six tonnes au lancement, dont 2,75 tonnes d’ergols, et son coût serait compris entre 3,5 et 4 milliards de dollars.

Futur lanceur des capsules Orion du programme Artemis, l'usage de la fusée SLS pour la mission Europa Clipper reste à déterminer. Son emploi permettrait d'arriver jusqu'à Jupiter en moins de trois ans contre sept avec un lanceur type Falcon Heavy ou Delta 4H (Image : NASA).

Futur lanceur des capsules Orion du programme Artemis, l'usage de la fusée SLS pour la mission Europa Clipper reste à déterminer. Son emploi permettrait d'arriver jusqu'à Jupiter en moins de trois ans contre sept avec un lanceur type Falcon Heavy ou Delta 4H (Image : NASA).

Départ prévu à partir de 2023

Pour Europa Clipper, le défi sera d’évoluer dans un environnement particulièrement hostile, hautement radiatif, où les températures varient de plus 100 à moins 238 degrés Celsius. S’il fut un moment envisagé de doter le vaisseau d’un générateur thermo-électrique à radioisotope (RTG) comme source d’énergie, la solution des panneaux solaires classiques a finalement été retenu. Déployés, ils confèrent au vaisseau une envergure équivalente à celle d’un terrain de basket pour une surface totale de 100 m2. Ils doivent fournir jusqu’à 600 watts d’énergie. Si la date de départ d’Europa Clipper est planifiée pour 2025, le vaisseau devrait être prêt au lancement pour 2023. Tout dépend en fait du SLS et de sa disponibilité. L’usage de la nouvelle fusée géante permettrait une arrivée à destination en trois ans sans avoir recours à l’assistance gravitationnelle. Afin d’économiser "plusieurs centaines de millions de dollars", la NASA préconise d’utiliser un lanceur commercial comme le Delta IV ou le Falcon Heavy ». Il faudrait  L’usage d’une fusée alternative au SLS amènerait Europa Clipper sur place en sept ans au lieu de trois ans avec deux passages à proximité de Vénus et un près de la Terre. Le choix du vecteur de lancement reste donc encore à déterminer.

Antoine Meunier

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