Voici Juice, la sonde spatiale scellée par l’Espagne qui cherchera la vie sur Jupiter et ses lunes

La mission Jupiter Icy Moons Explorer (Jupiter Icy Moons Explorer) étudiera ces lunes comme « objets planétaires et habitats possibles », expliquent-ils depuis l’ESA. Il explorera également l’environnement complexe de Jupiter et étudiera l’ensemble du système des corps célestes dans son ensemble « comme l’archétype des géantes gazeuses présentes dans tout l’Univers ».

Les investigations de Juice s’appuieront sur les connaissances et les découvertes scientifiques fournies par les missions Galileo (de 1996 à 2003) et Juno (de 2016 à nos jours) promues par la NASA. Il fonctionnera de concert avec la sonde Europa Clipperégalement américain, qui sera lancé en octobre de cette année et se concentrera sur la lune Europe.

De plus, la mission européenne est pionnière dans certaines zones du système solaire. Il sera le premier à mettre en orbite un satellite naturel autre que le nôtre avec son étude de Ganymède, la plus grosse lune de Jupiter. Et, lors de son voyage dans l’espace, effectuera la première assistance gravitationnelle Lune-Terrequi utilisera la force d’attraction des deux corps pour économiser du propulseur dans une manœuvre très complexe.

Lancement et voyage

Juice será la última misión de la Agencia Espacial Europea que emplea el cohete Ariane 5, el mismo que se encargó de lanzar del telescopio James Webb en 2021 o de la sonda Rosetta en 2004. Cuenta con 50 metros de largo, 5,4 de diámetro et un masse au décollage 780 tonnesdont un peu moins de 6 tonnes correspondent au vaisseau spatial.

Les premières secondes du lancement seront avec le moteur Vulcan 2 de l’étage principal d’Ariane 5 et par les deux fusées à combustible solide —boosters— situées une de chaque côté. Lorsqu’ils atteindront une altitude de 70 kilomètres, après 2 minutes et 16 secondes de vol, ces dispositifs d’assistance se sépareront et laisseront l’étage central fonctionner seul pendant encore 53 secondes.

Lorsque la mission dure un peu plus de 3 minutes et à une altitude de 116 kilomètres, le carénage supérieur se désancre et révélera la deuxième étape. Ce dernier entreprendra son voyage en solitaire à une altitude de 219 kilomètres et 8 minutes et 44 secondes après le lancement.

A partir de ce moment, il sera chargé d’injecter Juice sur la bonne orbite à une altitude d’environ 1 538 kilomètres et, après 27 minutes de mission, le deuxième étage se désengagera du satellite et entreprendra une trajectoire en solitaire vers Jupiter. Juice profitera de l’attraction gravitationnelle de la Terre – en effectuant deux vols d’approche – et de Vénus pour économiser un maximum de carburant et grâce à laquelle il parcourra les 600 millions de kilomètres qui le séparent de la planète bleue.

« C’est extrêmement complexe compte tenu du parcours de Juicequi consiste à utiliser la gravité pour se propulser, deux manœuvres d’insertion en orbite et 35 survols des lunes glacées », précisent-ils depuis l’Agence.

Si tout se passe comme prévu, Juice arrivera sur Jupiter en juillet 2031 pour commencer leur travail scientifique d’observation et d’analyse de la planète gazeuse et de ses satellites. Et qui sait si trouver la vie dans l’un d’eux.

Blindé contre les conditions extrêmes

Une fois tous les capteurs et panneaux solaires déployés, Juice aura des dimensions de 16,8 envergure par 2,86 mètres de haut par 13,7 mètres de large ; avec un poids sans carburant de 2 420 kilogrammes. Etant donné qu’il effectuera de nombreux vols d’approche, des changements d’orbite et la complexité des manœuvres à effectuer, l’ergol embarqué s’élève à 3 650 kilogrammes à répartir entre le carburant monométhylhydrazine et les oxydes mixtes de comburant d’azote.

Le système de propulsion se compose d’un moteur principal à double hélice et un ensemble de 10 propulseurs des extras qui seront ceux qui exécuteront les trajectoires programmées par les ingénieurs et permettront le succès de la mission. D’autre part, le vaisseau spatial est une plate-forme stabilisée à 3 axes, ce qui signifie qu’il dispose de plusieurs roues d’impulsion pour régler l’orientation.

Lorsqu’il atteindra sa destination, Juice sera à 600 millions de kilomètres de la Terre, ce qui se traduit par 1h30 de retard de communication. L’ESA a conçu le vaisseau spatial pour fonctionner de manière totalement autonome et pour réagir et se remettre de tout problème éventuel qui pourrait survenir.

La protection contre ces conditions extrêmes, un aspect sur lequel plusieurs groupes Airbus en Espagne ont travaillé, a été l’un des problèmes les plus importants auxquels les ingénieurs ont dû faire face. Juice dispose de boucliers anti-radiations pour protéger les composants électroniques les plus sensibles, d’une antenne de 2,5 mètres pour envoyer et recevoir des données, Panneaux solaires de 85 mètres carrés et une couche isolante qui lui permet de résister à 250 et -230 degrés Celsius.

Dans la section des capteurs, le vaisseau spatial européen intègre un système de caméra optique, un spectrographe pour la zone ultraviolette, un spectromètre, un instrument à ondes submillimétriques, un altimètre laser, un radar, un magnétomètre, un spectromètre de particules, un système d’investigation de la radio ondes et plasma et, enfin, un système de mesure de la gravité et de la géophysique. Au total, 10 instruments à bord avec un poids total de 200 kilogrammes.

le sceau espagnol

Airbus Espagne a joué un rôle très important dans l’ensemble du développement et de la construction de l’engin spatial. « Nous sommes responsables du SST, l’un des sous-systèmes les plus importants de Juice« , a expliqué Ignacio Uribarri, responsable du programme Juice chez Airbus Getafe. « Le premier S du nom correspond à la structure complète, à la fois la principale – l’épine dorsale de Juice – et les secondaires. »

« Le deuxième S correspond au blindage ou armure » que le navire intègre pour résister à l’environnement extrême auquel il va être confronté. « Un des principaux Les paramètres de conception de Juice sont le rayonnementde nombreux éléments de la structure et des équipements électroniques ne sont pas capables de le supporter ».

Les ingénieurs d’Airbus en Espagne ont travaillé sur la conception de matériaux très spécifiques et résistants qui résistent à être incorporés dans la structure et, à l’intérieur de celle-ci, ont créé deux sarcophages protégés contre les radiations. « Nous avons développé des feuilles de plomb, un matériau qui n’est pas utilisé dans ce secteur, d’environ un millimètre pour protéger ce qui se passe à l’intérieur. »

« La dernière jambe de l’acronyme, la ST, correspond à la régulation thermique qui veille à ce que la structure et tous les les équipements fonctionnent dans les meilleures conditions de température possibles« , explique Uribarri. L’environnement thermique est un autre des paramètres de conditionnement de Juice et a été un véritable défi pour les ingénieurs de l’entreprise.

Pour cela, ils ont imaginé un système composé de couches de couvertures thermiques, « chaque millimètre carré est couvert, à l’intérieur comme à l’extérieur ». La deuxième jambe de contrôle thermique est constituée de tuyaux chauds, un système de tuyaux contenant de l’ammoniac à l’intérieur et se terminant par des dissipateurs thermiques qui parviennent à abaisser la température des systèmes.

« Nous avons également conçu certains éléments, notre brevet, qui s’appellent Vetl et qui servent à transférer la chaleur d’un point à un autre« . La différence avec les précédents est que ceux-ci sont très efficaces et s’adaptent à toutes les formes, pas comme les tuyaux chauds qui sont rigides.

Outre Airbus Espagne, d’autres entreprises nationales ont également participé à Juice. Comme la société madrilène Inventia fabriquant les éléments de manutention au sol de la structure de l’engin spatial ou Sener du Pays Basque avec le mât du magnétomètre de 10,5 mètres et une antenne à gain moyen avec son mécanisme de visée et son électronique.

À la recherche de la vie sur Jupiter

La mission de Juice s’inscrit dans l’objectif de l’Agence spatiale européenne de découvrir comment d’autres planètes et satellites se sont formés et s’il est possible que la vie se soit développée en eux. En ces termes, Juice explorera la zone habitable potentielle en caractérisant les océans, les calottes glaciaires, les compositions, les surfaces, les environnements et l’activité. Ganymède, Europe et Callisto.

Une autre branche de la recherche sera se concentrer exclusivement sur Jupiter. Étudier le système complet, caractériser et analyser l’atmosphère, l’environnement magnétique, l’anneau et d’autres satellites, y compris ce qui a été établi comme le corps avec la plus grande activité volcanique de tout le système solaire.

A commencer par les satellites Joviens, en Europe, il cherchera des biomarqueurs et des poches d’eau et explorera la géologie, la surface, le sous-sol, l’activité et l’environnement. Depuis Callisto, la plus ancienne surface de tout le système solaire, le but sera de l’étudier pour comprendre l’environnement de Jupiter primitif et découvrir s’il y a un océan salé sous la surface, ce que certaines études ont pointé comme une possibilité.

Ganymède sera l’objet le plus étudié par Juice qui tentera d’explorer le champ magnétique, l’océan caché, le noyau complexe, la teneur en glace, la croûte, l’interaction avec Jupiter, l’activité passée et présente et le potentiel d’habitabilité. Il étudiera également la vapeur d’eau et d’autres substances qui composent l’atmosphère grâce au fait qu’il effectuera un total de 12 vols d’approche pouvant même descendre sur une orbite de seulement 200 kilomètres.

Juice profitera également de ses orbites pour analyser l’environnement et tenter de éclairer des domaines peu étudiés Actuellement. « Le champ magnétique de Jupiter est environ 20 fois plus fort que celui de la Terre », disent-ils de l’ESA. « Comprendre l’environnement magnétique complexe de la planète reste l’un des principaux mystères du système solaire, et Juice vise à le résoudre. »

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