Un nouveau spectromètre de masse révolutionnaire conçu et construit par le Southwest Research Institute (SwRI) a été livré pour être intégré au vaisseau spatial Europa Clipper de la NASA. Prévu pour être lancé en 2024 et arriver dans le système jovien d’ici 2030, Europa Clipper mènera une enquête scientifique détaillée sur la lune Europa et étudiera si elle pourrait abriter des conditions propices à la vie.
L’instrument MAss Spectrometer for Planetary EXploration (MASPEX) sera l’un des neuf instruments scientifiques de la charge utile de la mission, qui comprend également Europa-UVS, un spectrographe ultraviolet développé par SwRI, le dernier d’une série d’instruments spatiaux. MASPEX analysera les gaz près d’Europe pour comprendre la chimie de la surface, de l’atmosphère et de l’océan souterrain présumé d’Europe. MASPEX étudiera comment le rayonnement de Jupiter altère les composés de surface d’Europe et comment sa surface glacée et son sous-sol échangent des matériaux.
« MASPEX a une résolution de masse des centaines de fois plus fine que tout ce qui a volé dans l’espace auparavant », a déclaré le vice-président principal de SwRI, Jim Burch, qui est le chercheur principal de MASPEX. Burch dirige le secteur spatial de l’Institut, avec trois divisions consacrées aux sciences spatiales, à la science du système solaire et aux systèmes spatiaux.
« SwRI a utilisé un financement interne et des ressources de la NASA pour développer un instrument capable de différencier des molécules de masses presque identiques en fonction de l’énergie liant les atomes. Il différencie également les isotopes – des atomes avec un nombre égal de protons mais un nombre différent de neutrons. Ces capacités sont essentiels pour révéler les secrets d’Europe. »
Une fois arrivé, Europa Clipper orbitera autour de Jupiter et effectuera des survols rapprochés répétés de la lune glacée. MASPEX fonctionne en absorbant des molécules de gaz provenant de la surface d’Europa et en les convertissant en particules chargées appelées ions. Il fait rebondir les ions (atomes et molécules manquant un électron) jusqu’à 400 fois d’avant en arrière dans l’instrument. En chronométrant leur transit à travers l’instrument, MASPEX mesure la masse de ces ions, ce qui révèle l’identité de chaque molécule, qui à son tour aide à déterminer si Europa est habitable.
« Ce fut un énorme effort d’équipe pour construire, tester et livrer ce spectromètre de masse spatial de nouvelle génération », a déclaré Steve Persyn, chef de projet pour MASPEX et directeur de programme dans la division des systèmes spatiaux de SwRI. « SwRI a des décennies d’expérience dans la conception et la construction d’instruments pour les missions spatiales. »
Les instruments développés par SwRI comprennent plusieurs de ceux à bord du vaisseau spatial New Horizons de la NASA vers Pluton et la ceinture de Kuiper, le Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), le vaisseau spatial Juno en orbite autour de Jupiter et le JUpiter ICy Moons Explorer (JUICE) de l’ESA prévu pour un lancement en 2023 pour orbitent à la fois Jupiter et sa lune Ganymède.
« Nous espérons identifier et voler à travers les panaches et autres sources de gaz s’échappant des fissures de la surface glacée d’Europe », a déclaré le Dr Christopher Glein du SwRI, co-chercheur de MASPEX et géochimiste planétaire. « Nous savons que les microbes sur Terre exploitent n’importe quelle molécule qui peut servir de source de nourriture. MASPEX va aider Europa Clipper à déterminer s’il y a quelque chose à manger pour les microbes, comme des molécules organiques qui pourraient provenir d’évents hydrothermaux au fond d’un océan profond. Les données de cette mission passionnante nous donneront une perspective beaucoup plus riche sur l’habitabilité d’Europe. »