Le projet Europa Clipper de la NASA va découvrir si la lune glacée de Jupiter est habitable

Le premier vaisseau spatial de l’humanité destiné à explorer la lune de Jupiter, Europe, sera terminé d’ici 2023 – et il est construit sur mesure pour découvrir si la vie peut exister sur le monde océanique.

L’eau. L’énergie. La chimie. L’Europe possède tous les ingrédients nécessaires à la vie. Et contrairement à Mars ou à d’autres mondes potentiellement habitables, la lune glacée de Jupiter n’a pas seulement un peu d’eau – elle contient deux fois plus de liquide que les océans de la Terre réunis.

Malgré la position d’Europe dans l’espace lointain, la lune ne gèle pas complètement parce que la gravité de Jupiter réchauffe son noyau. En tant que planète la plus massive du système solaire, Jupiter tire constamment sur Europe, créant des marées et, potentiellement, des cheminées hydrothermales qui peuvent mélanger des cocktails chimiques vitaux sous la coquille glacée de la lune.

Toute cette eau, cette chaleur et ce mélange font d’Europe l’un des endroits les plus prometteurs pour trouver de la vie extraterrestre dans notre système solaire. Et c’est pourquoi la NASA construit une mission dédiée au monde océanique appelée Europa Clipper.

Le but premier d’Europa Clipper est de découvrir si la lune est réellement habitable. Et dans quelques années seulement, vers 2023, le vaisseau spatial sera prêt à être lancé. Ainsi, dans moins de dix ans, selon le choix final de l’agence spatiale, Europa Clipper devrait atteindre sa destination.

Une fois sur place, les instruments du vaisseau spatial fouilleront la surface d’Europa et « goûteront » à sa fine atmosphère, à la recherche de signes d’éruptions d’eau récentes. La mission devrait également révéler les secrets de la coquille glacée et de l’intérieur aqueux de la lune, bien qu’elle n’ait jamais touché sa surface.

Ces connaissances seront essentielles pour passer à l’étape suivante : L’atterrissage d’un vaisseau spatial sur Europa.

« La mission Europa Clipper va faire un grand pas en avant dans notre compréhension des environnements habitables au-delà de la Terre », ont écrit Samuel Howell et Robert Pappalardo, tous deux membres de l’équipe d’Europa Clipper de la NASA, dans la revue Nature Communications au début de cette année.

L’impulsion pour une mission vers Europe
En juillet 1979, le vaisseau spatial Voyager 2 de la NASA a renvoyé les premières images en gros plan de Jupiter et de ses lunes. Ce bref survol a suffi à faire frémir les astronomes. Les images granuleuses de la sonde ont révélé qu’Europe était couverte d’une jeune croûte glacée, mais il faudra plus de dix ans avant qu’un autre vaisseau spatial ne visite cette lune fascinante.

Le vaisseau spatial Galileo de la NASA, un satellite en orbite autour de Jupiter qui a été lancé en 1989, a assuré le suivi. Mais Galileo n’a pas fonctionné tout à fait comme prévu en raison d’une antenne défaillante. Il n’a recueilli qu’un ensemble limité de données, effectuant une douzaine de survols rapprochés d’Europe.

Néanmoins, Galileo a découvert qu’Europe avait un champ magnétique induit, ce qui l’a conduit à détecter son océan salé global. Ces aperçus ont également mis en évidence la géologie complexe de la Lune, notamment un examen détaillé de sa surface fissurée et chaotique. Comme il s’agit de la dernière mission à effectuer des études détaillées d’Europe de près, les scientifiques dépendent encore aujourd’hui des données de Galileo, vieilles de trois décennies, pour faire des percées.

En fait, dans un article publié dans Nature Astronomy en 2018, les chercheurs ont utilisé les anciennes données de Galileo pour trouver les meilleures preuves à ce jour de la présence de panaches de glace d’eau s’écoulant d’Europe. L’équipe à l’origine de l’étude a examiné les changements du champ magnétique et du plasma de la lune et a retracé l’endroit où se trouvait le vaisseau spatial lorsqu’il les a vus. Il s’est avéré que les observations se sont concentrées sur une zone déjà suspectée de chaleur provenant de l’intérieur d’Europe.

Et malgré le peu de données recueillies de près par Europe, les astronomes ont pu faire de nouvelles découvertes à environ 400 millions de kilomètres de distance. À de multiples reprises, le télescope spatial Hubble de la NASA a mis en évidence des panaches d’eau provenant de l’océan d’Europe, qui ont traversé la glace et sont entrés dans l’espace glacé.

Pendant ce temps, les modèles suggèrent qu’Europe pourrait également cacher le type de cheminées hydrothermales qui alimentent des écosystèmes entiers des grands fonds marins sur Terre. Certaines recherches suggèrent même que l’océan de la Lune pourrait avoir un équilibre chimique semblable à celui de la Terre, capable de supporter la vie, même sans les cheminées hydrothermales.

Tous ces résultats ne font que donner envie aux astronomes de revenir sur Europe plus que jamais.

Création d’Europa Clipper
Bientôt, ils auront leur chance. L’année dernière, la NASA a officiellement annoncé qu’Europa Clipper entrerait dans sa phase de conception finale, la dernière étape avant le début de la construction et des essais proprement dits. Et son lancement pourrait même avoir lieu dès 2024, s’il est prêt à temps.

L’objectif principal de la mission est de découvrir si les conditions de vie pourraient exister sur Europe. Pour ce faire, l’engin spatial sera en orbite autour de Jupiter sur une longue trajectoire en boucle qui permettra 45 survols de la lune glacée. Certains passages permettront au vaisseau spatial de s’approcher à seulement 25 km de la surface glacée d’Europe.

Une trajectoire aussi ambitieuse s’est également avérée essentielle pour que la mission puisse être financée. Dans le passé, les scientifiques avaient proposé que le vaisseau spatial Europa Clipper soit en orbite autour de la lune elle-même. Mais à la distance d’Europe, Jupiter émet un rayonnement intense. Un vaisseau spatial en orbite autour d’Europe aurait besoin d’une protection sérieuse pour supporter une exposition prolongée à cet environnement hostile. et le coût de cette protection s’est avéré trop élevé. Ainsi, après plusieurs propositions de mission qui ont échoué, les ingénieurs ont finalement trouvé une autre voie pour explorer Europe. En s’appuyant sur de longues boucles elliptiques autour de Juipter, la mission Clipper limite la quantité de radiation à laquelle elle est exposée, ce qui a permis de réduire les coûts.

Bien que les vues de la surface d’Europe soient moins nombreuses que si elle était en orbite autour de la lune, les travaux scientifiques réalisés par l’engin spatial changeront tout de même la donne.

Europa Clipper dispose de neuf instruments, allant des caméras haute résolution qui offriront des vues détaillées de la surface, au radar à pénétration de glace qui permettra aux astronomes de mesurer l’épaisseur de la coquille gelée d’Europe. Un gravitomètre confirmera l’existence de l’océan d’Europe, ainsi que d’autres détails, tandis qu’un spectromètre permettra aux scientifiques de relever les empreintes chimiques de certains types de glace sur la lune, révélant ainsi le mélange d’éléments qui se déversent à la surface depuis l’océan situé en dessous. La mission sera également équipée d’un magnétomètre. En étudiant le champ magnétique mondial, les astronomes espèrent mieux comprendre la profondeur et la teneur en sel des océans d’Europe.

Ensemble, les instruments d’Europa Clipper devraient révolutionner notre compréhension de la lune océanique, non seulement à l’extérieur, mais aussi à l’intérieur.

La plus grande question qui se pose encore est de savoir comment la mission atteindra son objectif. Europa Clipper pourrait arriver autour de Jupiter 2,5 à 6 ans après son lancement, selon la fusée sur laquelle repose la mission.

Lorsque le Congrès américain a débattu d’Europa Clipper, les législateurs ont obtenu des votes clés pour approuver le financement en exigeant que l’engin spatial vole au sommet du Space Launch System de la NASA, longtemps retardé et très mal conçu. La fusée est construite en Alabama, où elle fournit des emplois aux électeurs de certains sénateurs et membres du Congrès. Mais après des années de retard, elle n’a toujours pas décollé. La NASA elle-même a suggéré de ne pas utiliser la fusée parce qu’elle est massivement plus chère que d’autres options, comme les fusées Falcon Heavy de SpaceX et Delta IV de United Launch Alliance.

De plus, Europa Clipper a déjà dû prendre des décisions de réduction des coûts en raison de dépassements de budget, comme le rapporte le site web SpaceNews. Ainsi, en fin de compte, le lancement d’Europa Clipper dans les délais et le budget prévus pourrait nécessiter une nouvelle législation.

Préparer le terrain pour un atterrisseur pour Europe
Le véhicule de lancement de l’Europa Clipper n’était pas non plus le seul choix que le congrès a imposé par la loi. L’agence spatiale est également tenue d’envoyer plus tard un atterrisseur sur Europe, ce à quoi elle a jusqu’à présent été réticente à s’engager.

« La NASA est une grosse bureaucratie. Il est difficile de les faire bouger ou de faire des choses, donc il était nécessaire pour moi de l’inscrire dans la loi », a déclaré l’ancien membre du Congrès du Texas John Culberson à Astronomy en 2015. « En fait, c’est la seule mission pour laquelle il est illégal pour la NASA de ne pas voler. Et je m’en suis assuré ».

Sans aucun doute, l’océan souterrain d’Europe est sa caractéristique la plus intéressante. Et s’il y a de la vie sur la planète, c’est probablement sous la surface. Mais il ne sera pas facile d’y descendre. Dans le passé, les scientifiques ont suggéré de poser des sondes en surface qui pourraient fondre à travers des kilomètres de glace et de déployer des sous-marins pour explorer les vastes océans.

L’envoi d’un atterrisseur serait cependant coûteux et technologiquement difficile. Et surtout, bien que la NASA fasse de vaillants efforts pour l’éviter, l’engin spatial pourrait emporter avec lui des formes de vie terrestres, compromettant ainsi toute donnée et amenant éventuellement des microbes envahissants dans un environnement extraterrestre vierge.

C’est en partie la raison pour laquelle, malgré l’obligation légale, la NASA n’a pas encore formalisé un plan de construction d’un atterrisseur pour Europe. Cependant, la communauté scientifique a depuis proposé un certain nombre d’options potentielles pour explorer la surface d’Europe – ainsi que son océan situé en dessous.

En attendant, Europa Clipper s’appuiera sur d’autres moyens pour mesurer la composition de l’eau de la lune et noter les endroits où elle interagit avec la surface. Ces travaux devraient ouvrir la voie à l’avenir de l’exploration. Une fois que les astronomes auront mieux compris le fonctionnement interne de la lune glacée Europe, ils pourront choisir le meilleur endroit pour jeter un coup d’œil à l’intérieur et rechercher des signes de vie.

« Pourquoi irions-nous jusque-là sans répondre à la question la plus importante ? Y a-t-il de la vie dans un autre monde ? a déclaré M. Culberson. « Eh bien, la seule façon d’y répondre est avec un atterrisseur, et c’est le consensus de la communauté scientifique. Je suis convaincu qu’ils ont raison ».

Source: Astronomy.com, Le nouvel ordre mondial, le 7 septembre 2020 – Traduction par Astro Univers