Europa Clipper de la NASA est conçu pour rechercher des conditions propices à la vie sur une lune couverte de glace de Jupiter. Le 14 août, le vaisseau spatial a reçu un élément central de cette quête : l’énorme antenne à gain élevé en forme de parabole.
S’étendant sur 10 pieds (3 mètres) à travers le corps du vaisseau spatial, l’antenne à gain élevé est la plus grande et la plus importante d’une suite d’antennes sur Europa Clipper. Le vaisseau spatial en aura besoin pour enquêter sur la lune recouverte de glace qui lui a donné son nom, Europa, à quelque 444 millions de miles (715 millions de kilomètres) de la Terre. L’un des principaux objectifs de la mission est d’en savoir plus sur l’océan souterrain de la lune, qui pourrait abriter un environnement habitable.
Une fois que le vaisseau spatial aura atteint Jupiter, le faisceau radio de l’antenne sera étroitement dirigé vers la Terre. La création de ce faisceau étroit et concentré est la raison d’être des antennes à gain élevé. Le nom fait référence à la capacité de l’antenne à concentrer la puissance, permettant au vaisseau spatial de transmettre des signaux de haute puissance au Deep Space Network de la NASA sur Terre. Cela signifiera un torrent de données scientifiques à un taux de transmission élevé.
La parabole de précision a été fixée au vaisseau spatial par étapes soigneusement chorégraphiées pendant plusieurs heures dans une baie de l’installation d’assemblage de vaisseau spatial au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud.
« L’antenne a terminé avec succès tous ses tests autonomes », a déclaré Matthew Bray quelques jours avant l’installation de l’antenne. « Alors que le vaisseau spatial termine ses tests finaux, les signaux radio seront rebouclés à travers l’antenne via un capuchon spécial, vérifiant que les chemins des signaux de télécommunication sont fonctionnels. »
Basé au laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins à Laurel, dans le Maryland, Bray est le concepteur et l’ingénieur principal de l’antenne à gain élevé, sur laquelle il a commencé à travailler en 2014. Ce fut tout un voyage pour Bray et pour l’antenne.
Un peu plus de l’année dernière, il a vu l’antenne sillonner le pays avant l’installation. Sa capacité à transmettre des données avec précision a été testée deux fois en 2022 au Langley Research Center de la NASA à Hampton, en Virginie. Entre ces deux visites, l’antenne s’est arrêtée au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, pour des tests de vibration et de vide thermique afin de voir si elle pouvait supporter les secousses du lancement et les températures extrêmes de l’espace extra-atmosphérique.
Ensuite, il a été envoyé au JPL en octobre 2022 pour être installé sur le vaisseau spatial en vue de son expédition l’année prochaine au Kennedy Space Center de la NASA en Floride.
Le long voyage vers Jupiter commence par un lancement depuis le Kennedy Space Center en octobre 2024.
Regardez les membres de l’équipe d’Europa Clipper soulever et installer la grande antenne à gain élevé en forme de parabole du vaisseau spatial dans la salle blanche principale du Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Europe dans leur ligne de mire
« L’antenne à gain élevé est un élément essentiel dans la construction d’Europa Clipper », a déclaré Jordan Evans, chef de projet Clipper au JPL. « Il représente un élément matériel très visible qui fournit la capacité dont le vaisseau spatial a besoin pour renvoyer les données scientifiques d’Europe. Non seulement il ressemble à un vaisseau spatial maintenant qu’il a la grande antenne, mais il est prêt pour ses prochains tests critiques. à mesure que nous progressons vers le lancement. »
Le vaisseau spatial entraînera neuf instruments scientifiques sur Europa, produisant tous de grandes quantités de données riches : des images couleur et stéréo haute résolution pour étudier sa géologie et sa surface ; des images thermiques en lumière infrarouge pour trouver des zones plus chaudes où l’eau pourrait se trouver près de la surface ; lumière infrarouge réfléchie pour cartographier les glaces, les sels et les matières organiques ; et des lectures de lumière ultraviolette pour aider à déterminer la composition des gaz atmosphériques et des matériaux de surface.
Clipper fera rebondir le radar pénétrant dans la glace sur l’océan souterrain pour déterminer sa profondeur, ainsi que l’épaisseur de la croûte de glace au-dessus. Un magnétomètre mesurera le champ magnétique de la lune pour confirmer l’existence de l’océan profond et l’épaisseur de la glace.
L’antenne à gain élevé transmettra la plupart de ces données à la Terre pendant 33 à 52 minutes. La force du signal et la quantité de données qu’il peut envoyer en même temps seront bien supérieures à celles de la sonde Galileo de la NASA, qui a mis fin à sa mission Jupiter de huit ans en 2003.
Sur place au JPL pour l’installation de l’antenne se trouvait Simmie Berman, responsable du module de radiofréquence chez APL. Comme Bray, elle a commencé son travail sur l’antenne en 2014. Le module de radiofréquence comprend l’ensemble du sous-système de télécommunications de l’engin spatial et un total de sept antennes, dont celles à gain élevé. Son travail lors de l’installation consistait à s’assurer que l’antenne était correctement montée sur le vaisseau spatial et que les composants étaient correctement orientés et bien intégrés.
Alors que les ingénieurs de l’APL et du JPL ont pratiqué l’installation à plusieurs reprises, virtuellement et avec des maquettes du monde réel, le 14 août était la première fois que l’antenne à gain élevé était fixée au vaisseau spatial.
« Je n’ai jamais travaillé sur quoi que ce soit de cette ampleur, en termes de taille physique et aussi en termes d’intérêt général », a-t-elle déclaré. « Les petits enfants savent où se trouve Jupiter. Ils savent à quoi ressemble Europe. C’est super cool de se mettre au travail sur quelque chose qui a le potentiel d’avoir un si grand impact, en termes de connaissances, pour l’humanité. »
Après avoir franchi cette étape majeure, Europa Clipper a encore quelques étapes et quelques tests à venir alors qu’il se prépare pour son voyage dans le système solaire extérieur.