- Jupiter Europa Orbiter
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Jupiter Europa Orbiter (JEO)
Vue d'artiste de JEO (en haut) et de la sonde européenne JGO.
Caractéristiques Organisation NASA Domaine Exploration du système jupitérien Type de mission Orbiteur Masse 5 040 kg Lancement 2020 Lanceur Atlas V 551 Fin de mission 2029 Survol de Io, Ganymède, Callisto Satellite de Europe Insertion en orbite Août 2027 Propulsion Chimique Source énergie MMRTG Puissance électrique 540 Watts Informations générales Programme Outer Planet Flagship Site Site NASA 
L'étude détaillée de la lune Europe est l'objectif principal de la missionJupiter Europa Orbiter ou JEO était une mission spatiale proposée par l'agence spatiale américaine de la NASA ayant pour objectif l'exploration de Jupiter et ses lunes. Suite à des restrictions budgétaires sévères touchant la NASA, la mission a été repoussée à une date indéterminée en avril 2011[1]. La sonde spatiale était un orbiteur qui après avoir effectué plusieurs survols à faible altitude au-dessus de Io, Ganymède et Callisto se plaçait en orbite polaire autour de Europe. La sonde devait être lancée en 2020 et utiliser l'assistance gravitationnelle de Vénus et de la Terre (à deux reprises) pour se propulser jusqu'au système jupitérien. La mission scientifique devait débuter par une phase d'une durée de 2 ans durant laquelle la sonde effectuait plusieurs survols au-dessus des lunes de Jupiter avant de se placer en orbite autour d'Europe en 2028 pour une étude plus approfondie. La mission principale devait s'achèver en 2029. L'objectif scientifique de la mission était de déterminer dans quelle mesure les lunes de Jupiter et en en particulier Europe sont susceptibles d'accueillir la vie. Cette mission lourde (sonde de 5 tonnes) et couteuse qui emporte 11 instruments scientifiques faisait partie des missions phares de la NASA de la catégorie Outer Planet Flagship à laquelle se rattache également la sonde Cassini. L'Agence Spatiale Européenne étudie toujours une mission analogue, Jupiter Ganymede Orbiter (JGO), qui serait également lancée en 2020 mais qui se placerait en orbite autour de Ganymède. Les programmes européen et américain devaient être coordonnés au sein de l'Europa Jupiter System Mission (EJSM) susceptible de comprendre également une mission japonaise d'étude de la magnétosphère et un atterrisseur russe. La coordination devait porter à la fois sur le développement de l'instrumentation scientifique et sur les objectifs scientifiques[2].
Sommaire
Objectifs scientifiques
Un des principaux objectifs de la mission était donc d'étudier si la lune Europe est susceptible d'accueillir une forme de vie. La sonde devait notamment étudier [3]:
- Les caractéristiques de l'océan qui s'étend sous la banquise et qui recouvre la surface de Europe : dimension, relation avec le noyau,...
- Les caractéristiques de la banquise et ses échanges avec l'océan
- La chimie d'Europe : composition chimique de la surface, processus en jeu dans la mesure où ils peuvent jouer sur l'habitabilité de la Lune
- La géologie de la lune : les formations de la surface de la Lune en particulier celles qui résultent d'une activité récente, identifier et détailler les sites permettant de poser un atterrisseur pour une mission d'exploration future
- Les interactions entre Europe et le reste du système Jupitérien
La détermination de l'habitabilité des lunes Io, Ganymède et Callisto ainsi que l'étude de la magnétosphère, de l'atmosphère et des anneaux de Jupiter faisait également partie des objectifs scientifiques.
Déroulement de la mission
La sonde spatiale devait être lancée par une fusée Atlas V 551. Pour rejoindre le système jupitérien, JEO utilisait à trois reprises l'assistance gravitationnelle des planètes intérieures. Le déroulement du transit vers Jupiter était initialement le suivant[2] :
- Février 2020 : lancement
- Juin 2020 : survol de Vénus
- Avril 2021 : premier survol de la Terre
- Juillet 2023 : deuxième survol de la Terre
- Décembre 2025 : arrivée dans le système jupitérien
La sonde utilisait l'assistance gravitationnelle de Io pour s'insérer sur une orbite elliptique initiale de 200 jours autour de Jupiter. L'excentricité de l'orbite était par la suite fortement réduite après avoir bouclé un premier tour en utilisant une nouvelle fois l'assistance gravitationnelle de Io (juillet 2026).
La sonde effectuait au cours des 2 premières années d'exploration du système jupitérien 3 survols de Io, 6 survols d'Europe, 6 survols de Ganymède et 9 survols de Callisto en utilisant ses instruments en fonction des objectifs scientifiques propres à chaque lune. En juillet 2028 la sonde devait s'insèrer en orbite autour d'Europe et entamer une campagne scientifique de 99 jours décomposée en 3 phases. Les 28 premiers jours elle se plaçait sur une orbite polaire située à tout d'abord à 200 km d'altitude puis puis réduisait son altitude 100 km. Ensuite la sonde entrait dans une phase d'études plus ciblées de 165 jours. La mission principale aurait du s'achèver en 2029[2].
Caractéristiques techniques de la sonde spatiale
La sonde a une masse de 5 040 kg dont 2 646 kg carburant qui est utilisé essentiellement pour les corrections de trajectoire et l'insertion en orbite. Le propulseur principal de 900 Newtons de poussée, qui est orientable, utilise deux ergols liquides. Comme dans la majorité des missions vers les planètes extérieures, l'énergie électrique est fournie, par 5 MMRTG qui fournissent 540 Watts grâce à la chaleur dégagée par la désintégration du dioxyde de plutonium. Cette solution, qui permet de s'affranchir de l'éloignement du Soleil, n'a pas été retenue pour la sonde européenne qui utilise des panneaux solaires de très grande taille. Des batteries lithium-ion permettent de faire face aux pics de consommation. Le système de télécommunications, qui fonctionne en bande Ka et X avec un transpondeur de 25 Watts, utilise une antenne parabolique à grand gain de 3 mètres de diamètre articulée avec deux degrés de liberté. La sonde est stabilisée 3 axes à l'aide de roues de réaction assistées de propulseurs d'attitude montés par paire. Pour affronter le champ magnétique intense de Jupiter, les organes les plus sensibles de la sonde sont abrités derrière un blindage d'au moins 2,54 mm qui représente une masse totale de 165 kg[2],[3].
La charge utile
La sonde JEO en orbite autour de Europe fait fonctionner ses instrumentsLa charge utile représente une masse de 165 kg. La consommation électrique moyenne allouée à l'instrumentation, y compris sa protection thermique, est de 71 Watts. Il est prévu que la sonde emporte 11 instruments scientifiques qui sont montées sur une plateforme orientable[2] :
- Le système de télécommunications doit être utilisé pour des mesures de densité,.. (RS)
- Un altimètre laser (LA)
- Un radar permettant d'effectuer des observations à travers la glace (IPR)
- Un spectromètre en lumière visible et infrarouge (VIRIS)
- Un spectromètre ultraviolet (UVS)
- Un spectromètre de masse des particules neutres et chargées (NMS)
- Un instrument de mesure thermique (TI)
- Une caméra avec téléobjectif (NAC)
- Deux caméras grand-angle et moyen-angle (MAC+WAC)
- Un magnétomètre (MAG)
- Un instrument de mesure des particules et du plasma (PPI)
Avancement
En février 2011, suite à restrictions budgétaires, la mission Jupiter Europa Orbiter a été repoussée par la NASA à une date ultérieure non fixée. En revanche l'ESA pense maintenir la mission Jupiter Ganymede Orbiter, si possible avec une participation internationale [1][4].
Notes et références
Notes
Références
- (en) Fabio Favata, « New approach for L-class mission candidates, April 19, 2011 » sur le site de l'ESA, Consulté le 28/8/2011
- (en)[PDF] Karla B. Clark, Thomas J. Magner, Christian Erd, « Europa Jupiter System Mission EJSM, Instrument Workshop, July 27 – 29, 2010 », 27 juillet 2010
- (en)[PDF] Jupiter Europa Orbiter (JEO) Concept sur NASA/JPL Outer Planet Flagship Mission. Consulté le 23/1/2011
- (fr) Olivier Grasset, « Sous les lunes de Jupiter, la quête de l'eau (podcast). Mise à jour du 5 septembre 2011 » sur le site de Ciel & Espace Radio, Consulté le 6/9/2011
Voir aussi
Articles connexes
- Jupiter Ganymede Orbiter (JGO) la mission jumelle de l'Agence Spatiale Européenne
- Europa Jupiter System Mission la mission conjointe JEO/JGO
- Juno Mission d'étude de la magnétosphère de Jupiter lancée par la NASA en 2011
- Cassini Une autre mission lourde lancée vers les planètes extérieures
Liens externes
- (en) Site officiel du programme JGO par le JPL NASA
- (en) Présentation de la mission juillet 2010
Catégories :- Sonde spatiale
- Exploration de Jupiter
- Programme spatial de la NASA
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