Le 14 avril 2023, l'Agence spatiale européenne lance la mission Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) pour
JUICE ne sera pas le premier exploratoireun véhicule qui s'approchera de la géante gazeuse : huit stations interplanétaires se sont approchées de Jupiter dans le passé, et la sonde Juno de la NASA explore la planète en ce moment. Certains d'entre eux n'ont utilisé la géante gazeuse que comme "arrêt" intermédiaire afin d'utiliser sa gravité pour obtenir une accélération et entrer sur une orbite donnée pour atteindre la périphérie lointaine du système solaire et au-delà. D'autres ont délibérément étudié la planète elle-même et ses nombreux satellites.
Les vagabonds éphémères volant au loin et leurs découvertes
Deux vaisseaux spatiaux jumeaux conçus par la NASAPioneer 10 et Pioneer 11 sont devenus les premiers véhicules artificiels qui ont dépassé la ceinture d'astéroïdes et se sont approchés de la plus grande planète du système solaire. Bien que les missions aient commencé à environ un an d'intervalle et aient suivi des trajectoires différentes, elles ont accompli ensemble un certain nombre d'exploits historiques.
Pioneer 10 a été lancé le 2 mars 1972 avecmission ambitieuse d'étudier la ceinture d'astéroïdes, l'atmosphère de Jupiter et le système solaire extérieur. Environ un an et demi après son lancement, il a atteint Jupiter. Lors de son approche la plus proche le 4 décembre 1973, il a volé à une distance de 132 000 km des nuages de Jupiter.
"Pioneer-10" a pris les premières photos détailléesgros plan de la géante gazeuse et a fait des observations de ses ceintures de radiation, de son champ magnétique et bien plus encore. Après avoir accompli sa mission principale, la sonde s'est dirigée vers l'étoile Aldebaran, qu'elle devrait atteindre dans environ 2 millions d'années.
Lancé environ un an après sason prédécesseur, Pioneer 11, a survolé la ceinture d'astéroïdes en 1974. Il a eu besoin de l'aide de la gravité de Jupiter pour atteindre Saturne : le 2 décembre, la station interplanétaire est passée à une distance d'environ 42 800 km du bord des nuages de la planète. À la suite de cette partie de la mission, il a pris des photos des régions polaires de Jupiter et de ses lunes.
Illustration artistique des sondes Pioneer-10 et Pioneer-11. Image : Ames de la NASA
Images de Jupiter et des deux plus grandes lunes d'Europe (à gauche) et de Ganymède (à droite) prises par le vaisseau spatial Pioneer 10. Image : NASA
Les prochains "touristes" qui ont visité le gazgéant, est devenu deux sondes-"jumeaux" "Voyagers". Voyager 2 a été lancé le 20 août 1977, suivi de Voyager 1 deux semaines plus tard. Ce dernier a dépassé son "jumeau", a survolé Jupiter en mars 1979 et a pris plus de 18 000 photos de la géante gazeuse et de ses satellites. La deuxième sonde, qui a atteint Jupiter quatre mois plus tard, a permis aux chercheurs de comparer l'évolution de la face de la planète.
L'étude a montré comment il se déplace et se développeatmosphère de la planète. Entre autres choses, Voyagers a montré pour la première fois que la Grande Tache Rouge était une tempête tournant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre qui interagissait avec d'autres tempêtes plus petites. De plus, les satellites ont découvert un léger anneau de poussière entourant la planète et plusieurs lunes jusque-là inconnues, ont découvert des volcans actifs sur Io et ont montré pour la première fois des failles linéaires à la surface d'Europe - le premier signe d'un océan caché.
Images Voyager de Jupiter et de la Grande Tache Rouge. Photos : NASA
En 1992, un vaisseau spatial a survolé Jupiter.appareil "Ulysse". La mission principale de ce satellite était d'étudier le Soleil. Mais pour aller au-delà du plan de l'écliptique (le plan dans lequel se déplacent les planètes) et visualiser les régions polaires de l'étoile, la sonde a également utilisé la gravité de la plus grosse planète. Lors d'un survol de la planète, des instruments satellitaires ont réussi à mesurer et à affiner la forme et la taille de la magnétosphère de Jupiter.
La sonde Cassini-Huygens est un projet commun de la NASA,Les agences spatiales européenne et italienne - est surtout connu pour son exploration de Saturne : pendant plus de 10 ans, il a fait le tour de l'orbite de la planète. Mais sur le chemin du site de recherche, cet appareil a également réussi à étudier Jupiter. Les caméras haute résolution de la station interplanétaire ont pris 26 000 images de l'atmosphère de Jupiter pendant plusieurs mois de survol. Ces photographies ont aidé les scientifiques à repenser leur compréhension des bandes de gaz rouges et blanches autour de la planète.
Une image de Jupiter prise par la sonde Cassini. Photo : NASA/JPL/Institut des sciences spatiales
La dernière sonde à avoir survolé Jupiter était"Nouveaux horizons". Une visite à la géante gazeuse en 2007 était une partie importante de la mission du vaisseau spatial, car la gravité de la planète aurait dû aider à la diriger vers Pluton. Au cours du survol de cinq mois, New Horizons a affiné les calculs d'orbite pour les lunes intérieures de Jupiter et a pris pour la première fois les premières photographies en gros plan de la petite tache rouge.
Galileo est le premier à orbiter autour de Jupiter
Quatre vaisseaux spatiaux (« Pioneers » etLes Voyagers avaient déjà visité Jupiter, mais Galileo a été la première sonde à entrer délibérément en orbite autour de la géante gazeuse. Il a été lancé le 18 octobre 1989 et a atteint la plus grande planète en décembre 1995.
En orbite, Galileo a laissé tomber l'atmosphèrela sonde qui a échantillonné pour la première fois l'atmosphère d'une planète gazeuse. Il a mesuré la température, la pression, la composition chimique, les caractéristiques des nuages, étudié la lumière du soleil, la foudre et l'énergie interne de la planète. En 58 minutes de fonctionnement, la sonde a pénétré 200 km dans l'atmosphère turbulente de Jupiter avant d'être broyée, fondue ou vaporisée sous l'effet d'une pression et d'une température intenses.
Illustration artistique du Galilée survolant la surface volcanique d'Io. Image : NASA
Par chance, c'était Galileo pour la première foisa observé une comète percuter une planète lorsque Shoemaker-Levy 9 est entré en collision avec Jupiter. De plus, pendant 14 ans de travail sur l'orbite de la planète, le vaisseau spatial a découvert une ceinture de rayonnement intense au-dessus des sommets des nuages de Jupiter, de l'hélium à peu près à la même concentration que sur le Soleil, la présence d'un océan salé sous la surface d'Europe, et a également collecté des données sur le noyau de fer et le champ magnétique de Ganymède.
Le 21 septembre 2003, lorsque Galilée a faillià court de carburant, la NASA a délibérément envoyé le vaisseau spatial sur un "atterrissage" suicide. La sonde a brûlé dans l'atmosphère de Jupiter pour protéger Europe, dans les océans desquels les scientifiques pensent que la vie pourrait se cacher.
Les quatre plus grandes lunes de Jupiter photographiées par Galilée (de gauche à droite par ordre croissant de distance à la planète) : Io, Europe, Ganymède, Callisto. Image : NASA/JPL/DLR
Juno explore les profondeurs de l'atmosphère
La mission Juno n'est que la deuxième mission spatialeun appareil dédié à l'étude de la plus grande planète du système solaire. Il a été lancé par la NASA le 5 août 2011, est arrivé sur Jupiter en juillet 2016 et est toujours opérationnel.
L'objectif principal de Juno est d'en savoir plus surl'origine de Jupiter et comment la planète change avec le temps. Lors de son séjour sur Jupiter, la station automatique s'est penchée sur les profondeurs de l'atmosphère de la géante gazeuse. Les tempêtes violentes sur la planète semblent plus chaotiques et imparables qu'on ne le pensait auparavant : par exemple, le vaisseau spatial a détecté un groupe de cyclones et d'anticyclones au pôle nord de Jupiter, certains plus grands que la Terre.
Image combinée basée sur des données,collecté par Juno en infrarouge, qui montre le cyclone central au pôle nord de la planète et huit cyclones environnants. Image : NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
Bien que Juno ne puisse pas observer le noyau de Jupiterdirectement, le vaisseau spatial a fourni aux scientifiques la preuve que le noyau de la planète est plus grand et "plus flou" qu'on ne le pensait auparavant. Les chercheurs pensent que la géante gazeuse a un noyau « flou » plutôt qu'un petit centre solide.
Juno a également détecté plusieurs types de foudresur Jupiter, donnant aux scientifiques de nouvelles informations sur l'atmosphère de la planète. Les conclusions tirées des données recueillies suggèrent que le temps sur Jupiter est, dans certains cas, radicalement différent de celui de la Terre. Par exemple, sur notre planète, la plupart des éclairs proviennent de nuages d'eau. Mais Juno a découvert qu'au moins un type d'éclair se forme haut dans l'atmosphère de Jupiter, où les températures sont trop froides pour l'eau. Peut-être sont-ils dus à la collision de cristaux de glace et d'ammoniac.
Une coupe de la région équatoriale de Jupiter (les pôles ne sont pas visibles, ils sont à gauche et à droite), obtenue par Junon. Image : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
La mission initiale de Juno s'est terminée en 2021, mais la NASA l'a prolongée jusqu'en 2025. Pendant ce temps, le vaisseau spatial examinera de plus près Ganymède, Europe et Io.
JUICE est la première sonde à orbiter autour du satellite
Malgré de nombreuses études, beaucoupLes questions sur Jupiter et ses lunes restent sans réponse, notamment celles liées à la possibilité d'une vie dans les océans cachés sous la glace. Peut-être que JUICE pourra répondre à certaines d'entre elles.
Le voyage de la sonde vers Jupiter durera 7,5 ans etcomprendra trois retours sur Terre : le vaisseau utilisera la gravité de notre planète et un survol de Vénus pour ajuster sa trajectoire et entrer en orbite autour de la géante gazeuse en décembre 2031.
Selon le plan, il passera trois ans en orbite autour de la planète,faisant des survols rapprochés de ses trois principaux satellites : Europa, Ganymède et Callisto. Après cela, il se mettra en orbite autour du plus grand satellite de Ganymède, devenant ainsi le premier appareil artificiel à orbiter autour d'un satellite autre que la Lune.
JUICE ne fera que deux survols de l'Europe, volantà une distance d'environ 400 km au-dessus de la surface du satellite. Il est trop proche de Jupiter pour que les engins spatiaux y restent très longtemps. Après cela, il effectuera 21 survols de la plus externe des quatre lunes principales, Callisto, s'approchant d'une distance de 200 km de sa surface. La mission se terminera par une orbite stable autour de Ganymède.
Animation artistique de JUICE en orbite de Ganymède. Vidéo : ESA
JUICE dispose de 10 instruments scientifiques installés,qui aidera les scientifiques à analyser les lunes de Jupiter et leur potentiel de vie. Ceux-ci incluent des caméras, des capteurs pour analyser la composition chimique des croûtes glacées des lunes et de leurs environnements, des magnétomètres et des radars qui créeront des cartes détaillées de la surface des satellites et regarderont en dessous pour la première fois.
La mission devait être lancée depuis le port spatial pendantGuyane française 13 avril 2023 à 15h15 heure de Moscou. Mais en raison des conditions météo, le départ a été reporté d'une journée : la deuxième tentative est prévue le 14 avril à 15h14. L'ESA commencera à diffuser en direct le lancement à 14h45.
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Sur la couverture:illustration artistique de la mission JUICE. Image : ESA/ATG medialab (vaisseau spatial) ; NASA/ESA/J. Nichols (Jupiter); NASA/JPL (Ganymède) ; NASA/JPL/Université d'Arizona (Io); NASA/JPL/DLR (Callisto et Europe)
Mise à jour 13/04/2023 : nouvelle date de lancement indiquée