Le Dr Mika Holmberg de DIAS nous parle de Juice, la première mission menée par l'Europe dans le système solaire externe.
400 ans après que l'astronome italien Galileo Galilei en a parlé pour la première fois dans son livre « Siderius Nuncius » (ou Le Messager étoilé), les scientifiques parient sur un nouveau vaisseau spatial pour découvrir si les plus grandes lunes de Jupiter pourraient abriter la vie.
Le Jupiter Icy Moons Explorer, ou vaisseau spatial Juice en abrégé, est une mission de l'Agence spatiale européenne (ESA) qui se rendra vers la géante gazeuse et trois de ses lunes glacées – Ganymède, Europe et Callisto – pour rechercher les ingrédients nécessaires à la vie, notamment de l'eau liquide et des sources d'énergie potentielles.
« Nous avons eu quelques mesures, quelques survols », mais rien de substantiel, a déclaré le Dr Mika Holmberg, chercheur à l'Institut d'études avancées de Dublin (DIAS). Elle fait partie d’une équipe de 2 000 personnes soutenant la mission de l’ESA depuis l’Irlande.
Ce projet massif implique 18 instituts de recherche et 83 entreprises de 23 pays, y compris des instruments et du matériel de recherche fournis par la NASA et l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA).
Juice est la première mission européenne à destination du système solaire externe et deviendra le premier vaisseau spatial à orbiter autour d'une lune autre que celle de la Terre lorsqu'il atteindra le système Jupiter dans une demi-décennie. Son voyage, qui durera huit ans, a débuté par un lancement au sommet d'une fusée Ariane 5 en avril 2023. Il devrait atteindre Jupiter en 2031.
Jupiter compte plus de 100 lunes, qui forment ensemble une sorte de système solaire miniature. Les trois lunes inscrites à l'agenda de Juice, aux côtés d'Io, forment les « satellites galiléens » – que Galilée a repéré pour la première fois à l'aide de son télescope artisanal en 1610.
Ganymède est la plus grande lune en orbite autour de Jupiter (et plus grande que Pluton et Mercure), et la seule à posséder son propre champ magnétique. Les données existantes suggèrent qu'il est recouvert de glace.
Les experts estiment qu’Europe pourrait être l’un des endroits les plus prometteurs de notre système solaire pour trouver des environnements actuels adaptés à une forme de vie au-delà de la Terre. Pendant ce temps, les données du vaisseau spatial Galileo de la NASA dans les années 1990 ont révélé que Callisto pourrait avoir un océan salé sous sa surface.
L'Europa Clipper de la NASA, lancé en octobre 2024, est également en route vers la Lune pour déterminer s'il existe des endroits sous la surface d'Europe qui pourraient abriter la vie.
La principale cible scientifique de la mission de l'ESA sera Ganymède, où Juice effectuera de nombreux survols avant d'entrer en orbite autour de la Lune.
Le vaisseau spatial explorera le mystérieux champ magnétique de Ganymède, sa couche océanique cachée, son noyau complexe, sa glace et sa coquille, ainsi que la manière dont il interagit avec son environnement local et celui de Jupiter.
Il effectuera également deux survols d’Europe, en orbite autour de cette lune à une distance la plus proche de 400 km. Au cours de ces rencontres rapprochées, Juice explorera la géologie, la surface, le sous-sol, l'activité et l'environnement de la lune, qui, selon les recherches existantes, semble avoir une surface jeune, active, colorée et distinctement marquée.
Juice fera sa rencontre la plus proche avec Callisto, où il atteindra jusqu'à 200 km de la surface lors de l'un de ses survols. Le vaisseau spatial terminera sa mission en entrant en collision avec la surface de Ganymède en 2035.
« Avec les instruments dont nous disposons sur Juice, nous pouvons vraiment confirmer (l'habitabilité) », a déclaré Holmberg. Elle en énumère quelques-uns, notamment les outils de mesure de la gravité et les radars qui pénètrent dans d’épaisses couches de glace.
Holmberg est accompagné en Irlande du professeur Caitriona Jackman, du Dr Hans Huybrighs, du Dr Sebastian Cervantes, du Dr Eddie Nerney et de la doctorante Maryam Zeroual de l'équipe des sciences planétaires du DIAS.
Assistance à la troisième gravité
Plus tôt cette semaine, Juice a réalisé sa troisième assistance gravitationnelle – une manœuvre compliquée utilisée par les ingénieurs pour exploiter la gravité planétaire afin d'augmenter la vitesse d'un vaisseau spatial.
L'assistance, selon l'ESA, a modifié la trajectoire de Juice d'environ 20 degrés et a ajouté environ 3,5 km par seconde en vitesse.
« Ces manœuvres complexes permettent aux vaisseaux spatiaux de parcourir de grandes distances à travers le système solaire tout en utilisant efficacement leur carburant », a expliqué Holmberg.
La toute première assistance gravitationnelle de Juice était un survol Lune-Terre, qu'il a utilisé pour se diriger vers Vénus pour sa deuxième assistance gravitationnelle. « Techniquement, une assistance gravitationnelle est aussi un survol », m'a expliqué Holmberg par e-mail, mais les survols sont généralement utilisés pour effectuer des observations et non pour modifier l'orbite.
« Alors que nous nous préparons pour la prochaine phase de la mission, ce survol offre également une opportunité importante de tester le vaisseau spatial et ses instruments avant qu'ils n'arrivent à Jupiter et ne commencent leurs investigations scientifiques. »
Le survol permet aux scientifiques de tester les instruments à bord pour s'assurer que tout fonctionne. « Nous faisons cela pour savoir ce que Juice rencontrera une fois arrivé (à Jupiter) », a-t-elle déclaré.
« Les deux, pour que nous ayons un contexte environnemental pour nos mesures… mais cela a aussi à voir avec la sécurité du vaisseau spatial, (afin) que nous sachions que l'environnement est sûr pour le vaisseau spatial.
« Mais nous travaillons également sur des simulations de la manière dont le vaisseau spatial lui-même interagit avec son environnement et également de la manière dont cela affecte nos mesures. » Juice devrait effectuer un autre survol de la Terre en janvier 2029 avant de partir vers la géante gazeuse.
Des missions comme celles-ci nous prépareront à de futurs voyages à la recherche de la vie. « Nous n'en savons pas assez sur les lunes et leurs environnements (aujourd'hui) pour pouvoir envoyer une telle mission », a déclaré Holmberg.
« Si vous envoyez une mission de 2 milliards d’euros et qu’elle s’écrase sur la lune… alors vous gaspillez ces 2 milliards d’euros. »
