Les contrôleurs de vol du centre de contrôle de mission de l’ESA en Allemagne ont été occupés cette semaine, travaillant avec des équipes d’instruments sur les déploiements finaux pour préparer le Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) de l’ESA à l’exploration de Jupiter.
Cela fait six semaines que Juice a commencé son voyage, et pendant ce temps, l’équipe de contrôle de vol a déployé tous les panneaux solaires, antennes, sondes et perches qui ont été cachés en toute sécurité lors du lancement. La dernière étape a été le basculement et le verrouillage en place des sondes et des antennes qui composent l’enquête sur les ondes radio et plasma (RPWI) de Juice.
« Cela a été six semaines épuisantes mais très excitantes », a déclaré Angela Dietz, responsable adjointe des opérations spatiales pour la mission. « Nous avons fait face et surmonté divers défis pour mettre Juice dans la bonne forme pour tirer le meilleur parti scientifique de son voyage vers Jupiter. »
Nous avons eu des instantanés réguliers de l’ensemble du processus de déploiement grâce aux deux caméras de surveillance embarquées de Juice, chacune avec un champ de vision différent. Dans les heures qui ont suivi le lancement, ces caméras ont pris les premiers « selfies » de Juice depuis l’espace, et depuis, elles sont essentielles pour vérifier que toutes les parties du vaisseau spatial se sont correctement déployées.
Les antennes et les flèches de Juice transportent chacune une partie ou la totalité des 10 instruments de Juice. En les plaçant loin de Juice, les instruments qui doivent être séparés des champs électriques et magnétiques du vaisseau spatial sont tenus à distance.
Ce puissant ensemble d’instruments collectera des données qui nous aideront à répondre à des questions telles que : à quoi ressemblent les mondes océaniques de Jupiter ? Pourquoi Ganymède est-il si unique ? Pourrait-il y avoir – ou y avoir jamais eu – de la vie dans le système de Jupiter ? Comment l’environnement complexe de Jupiter a-t-il façonné ses lunes, et vice versa ? À quoi ressemble une planète géante gazeuse typique ? Comment s’est-elle formée et comment fonctionne-t-elle ?
Accompagnant nos vues des caméras de surveillance, la confirmation que tout ce qui a été déployé comme prévu provenait également des instruments eux-mêmes. Les équipes derrière certains des instruments les ont allumés et ont effectué des mesures pour vérifier que tout fonctionnait bien. Les équipes ont déjà confirmé que les instruments RPWI, JANUS, J-MAG et GALA de Juice, ainsi que le moniteur de rayonnement RADEM, sont prêts pour Jupiter.
RPWI : cinq jours, sept déploiements
Cette semaine, les quatre sondes Langmuir et les trois antennes d’instruments à ondes radio de la Radio & Plasma Wave Investigation (RPWI) ont été déployées avec succès. Au total, ceux-ci constituent sept des 10 capteurs RPWI qui mesureront les variations des champs électriques et magnétiques autour de Jupiter, ainsi que les ondes radio et le plasma froid.
Après avoir vu le dernier boom se déployer avec succès cet après-midi, le chercheur principal du RPWI, Jan-Erik Wahlund de l’Institut suédois de physique spatiale, a déclaré : « Fantastique, après plus de 10 ans de travail intensif, nous sommes enfin prêts pour les découvertes scientifiques ! »
RPWI sera le tout premier appareil à générer une carte 3D des champs électriques autour de Jupiter. Il nous fournira des informations précieuses sur la façon dont l’énergie est transférée entre l’énorme magnétosphère en rotation de Jupiter et les grandes lunes glacées Ganymède, Callisto et Europe. Ce transfert d’énergie entraîne, par exemple, les aurores sur Ganymède et dans la haute atmosphère de Jupiter. La sensibilité particulière du RPWI aux basses fréquences signifie qu’il sera capable de détecter des signaux électromagnétiques très faibles provenant des marées et des courants dans les océans souterrains des lunes glacées.
Avant et après chaque déploiement, l’équipe RPWI a allumé l’instrument pour mesurer la différence faite par chaque capteur nouvellement déployé. Chacun collecte désormais des données et les transmet à l’unité de traitement de données embarquée de RPWI, qui envoie les données sur Terre.
« Notre stratégie de conception 3D permet de mesurer de véritables observables physiques, telles que l’énergie et la quantité de mouvement, sans recourir à des théories ou à des simulations pour interpréter les données », explique Jan Bergman, chercheur à l’Institut suédois de physique spatiale et responsable technique du RPWI. .
Pour plus de détails sur les déploiements RPWI, consultez le Site Web de l’Agence spatiale nationale suédoise (faites défiler vers le bas pour l’anglais).
JANUS : Premières images prises dans l’espace
La semaine dernière, alors que Juice se trouvait à environ 8 millions de kilomètres de la Terre, les ingénieurs ont allumé pour la première fois l’instrument de caméra optique JANUS. Contrairement aux capteurs RPWI montés sur des flèches éloignées du corps principal de Juice, JANUS est fixé sur un banc optique ; cela signifie qu’il est maintenu stable lorsqu’il pointe vers ses cibles, comme si vous utilisiez un trépied ici sur Terre. JANUS pointe également dans la même direction que les autres instruments de « télédétection » de Juice.
A Jupiter, la caméra JANUS prendra des images en 13 couleurs différentes, de la lumière violette au proche infrarouge. Ces images permettront aux scientifiques d’enquêter sur les lunes Ganymède, Callisto et Europe, notamment en étudiant si la vie pourrait exister sous leurs croûtes glacées. JANUS collectera également des données sur d’autres parties du système jovien, y compris l’activité volcanique intense sur Io, les nombreuses lunes plus petites et le système d’anneaux faibles de Jupiter. Enfin, JANUS imagera les processus se déroulant dans l’atmosphère de Jupiter.
Lors de la mise en service de la semaine dernière, une vérification complète du matériel a été entreprise, avec tous les sous-systèmes activés et surveillés. Les performances de l’instrument ont été vérifiées en prenant des images d’étoiles.
« Les données acquises démontrent que tout était nominal. Après cette session intense sur le terrain, nous pouvons dire que nous avons un instrument (entièrement mis en service) ! » dit Pasquale Palumbo (IAPS-INAF), chercheur principal de JANUS.
Pour plus de détails voir le site de l’Institut National Italien d’Astrophysique.
RIME : Une situation délicate, enfin débloquée
Le voyage vers le déploiement complet n’a pas été entièrement fluide. Quelques jours seulement après le lancement, les contrôleurs de vol ont tenté de déployer l’antenne de l’instrument Radar for Icy Moon Exploration (RIME). Les premiers segments des antennes se sont déroulés comme prévu, mais les segments suivants ont refusé de bouger.
Les contrôleurs ont soupçonné qu’une petite goupille coincée bloquait les segments en place. Ils ont réfléchi ensemble pour trouver une solution. Ils ont secoué Juice en utilisant ses propulseurs. Ils ont réchauffé Juice en utilisant la lumière du soleil. Chaque jour, l’antenne montrait des signes de mouvement, mais restait coincée dans son support. Enfin, RIME a été secoué près de trois semaines plus tard, lorsque l’équipe a tiré un dispositif mécanique à l’intérieur du support. Le choc a déplacé la goupille de quelques millimètres. Au grand soulagement des opérations et des équipes de projet de l’ESA ainsi que de l’industrie, l’antenne s’est entièrement déployée.
La mise en service de RIME est toujours en cours, mais l’équipe a déjà effectué quelques mesures avec l’instrument.
Quelle est la prochaine étape pour Juice ?
Au cours des prochaines semaines, davantage des 10 instruments de Juice seront allumés et vérifiés, dans l’espoir qu’à la mi-juillet, tous les instruments fonctionneront parfaitement, prêts à naviguer vers Jupiter.
En août 2024, Juice effectuera la toute première assistance gravitationnelle lunaire-Terre au monde. En effectuant cette manœuvre – un survol de la Lune assisté par gravité suivi à peine 1,5 jour plus tard par celui de la Terre – Juice pourra économiser une quantité importante de propulseur au cours de son voyage.