La mission JUICE de l’ESA

Étudier le système de Jupiter et l’émergence possible de mondes habitables en orbite autour d’une géante gazeuse

Vue d’artiste de la mission Juice. Crédit : ESA

Première mission de classe L (pour « Large », « Grande ») du programme Cosmic Vision 2015-2025 de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), la mission JUICE, pour JUpiter ICy moons Explorer a pour ambition d’étudier Jupiter et trois de ses satellites (Ganymède, Callisto et Europe) durant environ trois ans et demi.

Sélectionnée en 2012 par l’ESA, cette sonde interplanétaire devrait être lancée en 2022 par une fusée Ariane 5, pour arriver dans le système de Jupiter en 2030. Elle emporte à son bord 10 instruments ou expériences : JANUS, une caméra optique, MAJIS, un spectro-imageur travaillant dans les domaines visible et infrarouge, UVS, un spectro-imageur UV, SWI, un spectromètre submillimétrique, GALA, un altimètre laser, RIME, un radar, J-MAG, un magnétomètre, PEP, un ensemble de détecteurs pour les plasmas, RPWI, une expérience destinée à caractériser les émissions radio et le plasma et 3GM, destiné à effectuer des mesures des champs de gravité et de densité, le tout complété par l’utilisation des transmissions de la sonde et du VLBI (Very Long Baseline Interferometry) sur Terre pour faire des mesures des champs de gravité.

Le vaisseau fera plus de 5 tonnes dont 3 tonnes consisteront en carburant pour alimenter ses moteurs de correction de trajectoire. Afin de disposer de l’énergie nécessaire à l’alimentation des instruments et des systèmes, le vaisseau sera équipé de gigantesques panneaux solaires représentant une surface de presque 100 m2. Il devra également être conçu pour survivre dans l’environnement radiatif hostile de Jupiter, ce qui nécessite de pouvoir protéger certaines parties du vaisseau et d’utiliser des composants suffisamment résistants. Enfin, il devra obéir aux contraintes de « protection planétaire », puisqu’en effet, certains des satellites étant des mondes potentiellement habitables, il est important de minimiser les risques de contaminations par des bactéries, des virus ou des spores provenant de la Terre.

L’étude de la complexité des interactions dans le système de Jupiter fera partie des objectifs scientifiques de JUICE. Crédit : ESA

 

Les objectifs scientifiques sont nombreux et variés, de par la richesse du système jovien. Jupiter peut être considérée comme un représentant-type des géantes gazeuses, non seulement pour notre Système solaire, mais aussi pour toutes les planètes de ce type découvertes en orbite autour d’autres étoiles. Ainsi, toutes les informations obtenues sur ce système planète + satellites, en plus de nous éclairer sur notre propre système planétaire, nous fournissent des éléments vraisemblablement transposables à d’autres systèmes planétaires. JUICE va donc étudier de façon détaillée non seulement Jupiter elle-même, mais aussi son système dans son ensemble (interactions entre la planète, le vent solaire, ses satellites, sa gigantesque magnétosphère) en mettant l’accent sur les satellites Callisto, Europe et surtout Ganymède, dont on soupçonne qu’ils pourraient comporter un océan sous leur surface glacée.

Objectifs scientifiques de Juice concernant l’atmosphère de Jupiter. Crédit : ESA

 

Le LAB et l’OASU sont impliqués dans la mission par leur participation dans le développement de l’instrument SWI (PI Paul Hartogh, Max Planck Institute for Solar System Research), réalisé par un consortium de laboratoires sous maitrise d’œuvre allemande, d’une part sur l’aspect scientifique (équipe Atmosphères et Surfaces Planétaires) et d’autre part sur l’aspect technique (Service National d’Observation JUICE-SWI, ANO2).

 

L’instrument SWI est un spectromètre hétérodyne comportant deux bandes spectrales, l’une autour de 600 GHz, l’autre autour de 1200 GHz. Grâce à la combinaison de la haute résolution (jusqu’à R=107) sur les raies et de mesures du continu, il pourra :

  • Mesurer les champs thermiques, dynamiques et la composition de la stratosphère de Jupiter et leur couplage avec la haute et la basse atmosphère ;
  • Caractériser les atmosphères ténues des satellites galiléens ;
  • Déterminer les rapports isotopiques de composés-clefs dans les atmosphères de Jupiter et des satellites ;
  • Mesurer les propriétés des surfaces des satellites.

Les observations de SWI seront réalisées aussi souvent et longtemps qu’il sera possible durant la durée de vie de la mission, en cela facilitées par la disposition d’un miroir ayant une amplitude de mouvement de +- 72°, ce qui permettra de pointer Jupiter ou les satellites dans une grande plage d’attitude du vaisseau, ce qui en fera un instrument particulièrement efficace.

 

Pour en savoir plus :

sci.esa.int/juice

https://juice.cnes.fr/fr/JUICE/Fr/GP_mission.htm

Contact au LAB : Françoise Billebaud, équipe Atmosphères et Surfaces Planétaires