Une mission novatrice de l’ESA sur Jupiter

Le décollage de la sonde spatiale JUICE en direction de la planète Jupiter est une première particulière pour l’Agence spatiale européenne ESA : en effet, JUICE, le Jupiter Icy Moons Explorer, est la première mission spatiale dédiée à une planète éloignée de notre système solaire pour laquelle l’ESA ne prend pas place sur le siège passager. « Il s’agit de la plus grosse mission dans l’espace lointain que nous ayons jamais lancée », a déclaré Andrea Accomazzo, responsable des opérations de la mission, début février 2023 alors que la sonde était préparée pour le transport jusqu’à la zone de lancement. L’ESA endosse la responsabilité globale dans ce projet qui rassemble l’Europe, les États-Unis, le Japon et Israël : elle est donc responsable de la plateforme satellite, du lancement avec une fusée Ariane 5 depuis le centre spatial européen situé à Kourou et de l’exploitation de la sonde. Après un décollage prévu pour mi-avril 2023, cette dernière est censée atteindre Jupiter à l’été 2031.

Avec JUICE, l’ESA souhaite étudier les conditions dans lesquelles les planètes peuvent se former et comment la vie peut apparaître. Pour ce faire, la sonde spatiale va analyser de près Jupiter et ses lunes avec 10 instruments scientifiques. Des centres de recherche européens ont principalement développé neuf de ces instruments, le dixième ayant été créé aux États-Unis sous leur compétence. Le Japon et Israël ont fourni du matériel pour quelques-uns des instruments.

Des centres de recherche allemands ont participé à sept des neuf instruments européens, endossant même la compétence principale dans deux cas. L’Allemagne finance les institutions nationales participant au développement des instruments à hauteur de 100 millions d’euros issus du programme spatial national. « Vient s’ajouter à cela la part de l’Allemagne dans le financement des frais globaux de la mission de l’ESA, à savoir 21 pour cent », déclare Christian Chlebek, responsable du projet JUICE au sein de l’Agence spatiale allemande qui fait partie du Centre allemand pour l'aéronautique et l'astronautique (DLR). L’ESA chiffre le coût total de la mission à 1,6 milliard d’euros. En tout, 18 établissements originaires de 23 pays participent à JUICE.

Destination : Jupiter et ses 92 lunes

La destination de JUICE est la plus grande planète de notre système solaire. Jupiter est dix fois plus grosse que la Terre et sa masse est 318 fois plus élevée. Ce n’est pas une planète rocheuses comme la Terre, mais une gigantesque boule de gaz. On mesure une température de moins 120 degrés Celsius au niveau de sa limite supérieure de nuages, en raison de l’éloignement important du soleil. Jupiter est si colossale que, contrairement à la Terre, elle n’a pas une mais au moins 92 lunes. Quatre d’entre elles sont connues depuis le 17e siècle déjà, car elles sont visibles même avec de modestes télescopes et ressemblent à des points lumineux en forme d’étoiles.

Il est de notoriété publique que trois grandes lunes disposent d’une carapace de glace de plusieurs kilomètres d’épaisseur sous laquelle il fait suffisamment chaud pour que de l’eau liquide puisse éventuellement y exister. Elles s’appellent Europe, Ganymède et Callisto, nommées d’après des personnages de la mythologie grecque. Si de l’eau liquide s’y trouve vraiment, il ne s’agirait alors pas de flaques ou de lacs, mais bien d’océans gigantesques. Dans le cas d’Europe, l’océan sous la carapace de glace pourrait contenir plus d’eau que tous les océans terrestres réunis.

À l’aide des instruments scientifiques de JUICE, l’ESA souhaite établir l’épaisseur de la couche de glace des trois lunes, découvrir s’il y a bien des océans dessous, combien d’eau ils contiennent et quelles substances minérales pourraient être dissoutes dans l’eau. Il n’y aurait donc encore aucune réponse à la question de savoir s’ils renferment vraiment de la vie. Mais on saurait si les conditions pour la vie sont données.

JUICE doit arriver à destination en 2031

Mais il faudra encore au moins une décennie avant d’en arriver là. La sonde spatiale n’effectue pas un vol direct jusqu’à Jupiter, car cela exigerait plus de carburant que ce qu’elle contient à bord. Au lieu de cela, elle va passer plusieurs fois près d’autres planètes pour y prendre de l’élan : en août 2024, elle passera en un jour et demi à côté de la lune et de la Terre, en août 2025 ce sera au tour de Vénus, puis à nouveau la Terre en 2026 et 2029. La sonde effectuera un voyage d’au moins sept ans et demi avant d’atteindre Jupiter en juillet 2031.

Enfin, la sonde spatiale séjournera dans le système de Jupiter pendant trois en et demi pour effectuer des mesures, jusqu’à la fin de la mission en 2035. Pendant cette période, JUICE commencera par tourner autour de la planète pour passer en tout 35 fois à quelques centaines de kilomètres des lunes Europe, Ganymède et Callisto afin de les examiner de près. Enfin, JUICE se mettra en orbite autour de Ganymède, s’approchera toujours plus de la surface de cette lune de Jupiter pendant les mesures avant d’en briser la carapace de glace à la fin de la mission. « Ce crash sert à protéger Europe », explique Christian Chlebek, responsable du projet. Des éléments indiqueraient que la lune Europe présenterait une carapace de glace plutôt fine, voire même des geysers.

Des essais ont montré que les bactéries terriennes peuvent résister même aux conditions défavorables de l’espace pendant de longues périodes. « Ganymède présente une couche de glace extrêmement épaisse que JUICE ne peut pas détruire, d’après ce que nous savons », déclare C. Chlebek. « Nous évitons ainsi un crash incontrôlé sur Europe à la fin de la mission lors duquel la sonde pourrait contaminer l’océan avec des bactéries terriennes. » Ce qui serait fatal : en effet, dans ce cas de futures missions pourraient attester d’une vie terrienne sur Europe, et non d’une vie qui y aurait été créée.