Triton, la plus grande lune de Neptune, est l’un des endroits les plus intéressants du système solaire sur le plan biologique. Bien qu’elle soit difficile à atteindre, elle semble abriter des volcans actifs, une atmosphère ténue et même des molécules organiques appelées tholins à sa surface. Cependant, Voyager ne l’a visitée qu’une seule fois, en passant, il y a 35 ans.
La technologie a beaucoup progressé au cours des dernières décennies, et un nouvel élan a été lancé pour la construction d’un atterrisseur sur Triton. L’une de ces missions a été décrite par Steve Oleson et Geoffrey Landis du Glenn Research Center de la NASA.
Leur mission conceptuelleconnu sous le nom de Triton Hopper, a été financé par l’Institute for Advanced Concepts (NIAC) de la NASA en 2018 et a utilisé une pompe cryogénique pour extraire le propulseur de la surface de Triton afin d’alimenter une « trémie » qui pouvait parcourir jusqu’à 5 km par mois et réaliser des travaux scientifiques fascinants en cours de route.
Le premier défi de toute mission sur Triton est d’y parvenir. Dans le cadre du rapport final du NIAC sur le Triton Hopper, les auteurs ont réalisé une étude préliminaire examinant différentes méthodes de propulsion. La propulsion électrique solaire et l’aérofreinage dans l’atmosphère plus large de Neptune sont arrivés en tête. Le Hopper devrait faire du stop avec un vaisseau spatial orbital plus grand, chargé de planifier la trajectoire des « sauts » et de communiquer avec la Terre.
Une fois déposée en toute sécurité à la surface de Triton, une trémie pourrait mener à bien de nombreuses activités scientifiques passionnantes. La charge utile des instruments décrite dans le cahier des charges de la mission comprenait un radar à pénétration de sol, un équipement de spectroscopie, un microscope et même un sismomètre. Au total, l’ensemble du système pesait un peu moins de 300 kg, ce qui est relativement léger pour une mission interplanétaire.
Mais la majeure partie de ce poids ne résiderait pas dans l’instrumentation, mais dans le système de propulsion unique du Hopper. Le concept de ce système de propulsion est assez simple : il suffit d’introduire un matériau propulseur dans le vaisseau spatial, puis de le chauffer jusqu’à ce qu’il soit pressurisé. Une fois la pression accumulée, il suffit de la libérer sous forme de jet qui permettrait au vaisseau spatial de 300 kg de surmonter la gravité relativement faible de Titan, qui n’est que la moitié de celle de notre propre lune.
L’étude s’est concentrée sur deux méthodes principales pour introduire le matériau dans la trémie : une pelle et une pompe cryogénique. Chacune a ses avantages, même si la pompe s’est avérée plus efficace, du moins dans les simulations théoriques réalisées dans le cadre du projet de phase I.
La pelle a souffert d’une contamination potentielle par d’autres matériaux chargés dans la trémie de collecte du propulseur et qui bloquaient la glace et la neige riches en azote et l’empêchaient d’y pénétrer ou étaient elles-mêmes absorbées dans la chambre thermique et aspiraient une partie de la chaleur destinée à faire fondre le propulseur.
D’un autre côté, une pompe cryogénique pourrait utiliser la chaleur résiduelle des opérations normales de production d’énergie du rover pour faire fondre directement la glace et la neige sur lesquelles le Hopper a atterri et les absorber dans une chambre de chauffage, où elles seraient encore chauffées avant d’être utilisées comme propulseur. Cette méthodologie peut s’avérer efficace pour rassembler les meilleures options de propulseur et fournir un exutoire à la chaleur résiduelle de l’atterrisseur qui ne se diffuse pas simplement dans l’atmosphère ténue de Triton.
Une fois que la pression est suffisamment élevée en chauffant le propulseur, le Hopper peut décoller de la surface lunaire et « sauter » sur une courte distance grâce à ses six propulseurs et ses quatre propulseurs directeurs. Les auteurs estiment qu’il aura une impulsion spécifique d’environ 50 secondes une fois par mois. Même si cela peut sembler peu, cela permettrait au Hopper de parcourir environ 150 kilomètres au cours d’une mission de deux ans.
Il pourrait y avoir de nombreux sujets scientifiques intéressants au cours de ces deux années. Cependant, la mission, qui est également en concurrence avec de nombreux autres concepts de mission pour les atterrisseurs Triton, semble être en suspens. Elle n’a pas reçu de Phase II et il n’y a pas eu de mises à jour de développement au cours des dernières années.
Mais étant donné la popularité générale du concept de trémie, même sur d’autres planètes de notre système solaire, et l’attrait de Triton comme destination d’exploration, il semble probable qu’un jour, une certaine forme de cette mission survolera la surface glacée de la plus grande lune de Neptune. Il faudra peut-être attendre un certain temps avant que cela ne se produise.