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JUICE: à la découverte des lunes de glace de Jupiter

2023-04-06

Ce 13 avril 2023, à 14:15, heure belge, la sonde spatiale JUICE de l’ESA décollera à bord d’un lanceur Ariane 5 depuis le centre spatial de Kourou, en Guyane française. Après 8 ans de voyage, JUICE, l’acronyme de JUpiter ICy moons Explorer, étudiera Jupiter et ses lunes de glace, et en particulier Ganymède, le plus grand satellite naturel du Système solaire. En décembre 2034, la sonde sera placée en orbite autour de Ganymède. Ce sera la première fois qu’une sonde spatiale orbitera autour d’une autre lune que la nôtre. L’Observatoire royal de Belgique (ORB) et l’Institut royal d’Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB) sont impliqués dans cette mission.

JUICE vise à répondre à des questions fondamentales au sujet de Jupiter et de ses lunes. Par exemple, les lunes de glace ont-elles les conditions nécessaires à l’émergence de la vie ? Europe, Ganymède et Callisto, les trois grandes lunes de glace de Jupiter, abriteraient un océan d’eau liquide sous leur coquille de glace. L’existence d’eau liquide est une des conditions nécessaires à l’émergence et au maintien de la vie, en plus de la présence de nutriments et d’énergie. En étudiant l’intérieur des lunes de glace, JUICE déterminera si ces conditions y sont remplies.

Implication de l’Observatoire royal de Belgique

L’Observatoire royal de Belgique (ORB) est impliqué dans quatre des dix instruments de JUICE. Tim Van Hoolst, planétologue à l’ORB, est Co-Investigateur (Co-I) de l’instrument de radioscience 3GM (Gravity and Geophysics of Jupiter and the Galilean Moons) et du MAGnétomètre Jovien J-MAG. Il explique :

Les deux instruments seront utilisés afin de sonder l’intérieur des lunes. Le magnétomètre observera le champ magnétique induit généré par l’océan situé sous la surface, tandis que la radioscience mesurera le champ de gravité, la rotation et les marées des lunes.

Marie Yseboodt, Co-I de l’instrument. GALA déterminera aussi avec exactitude la topographie de Ganymède :

Les déformations de marée de Ganymède, qui se traduisent hebdomadairement par des mouvements verticaux de la surface de glace de plusieurs mètres, seront également mesurées avec un altimètre (GAnymede Laser Altimeter, GALA).

Les scientifiques analyseront les données de l’instrument MAJIS (Moons And Jupiter Imaging Spectrometer) pour déterminer les propriétés des glaces et minéraux présents à la surface des lunes de glace et leur relation avec le sous-sol.

Özgür Karatekin, Co-I de l’instrument, est fier des collaborations mises en place au cours du développement de l’instrument :

Ce sont plusieurs dizaines d’ingénieurs, de techniciens et de scientifiques d’instituts publics et partenaires privés en France, Italie, Belgique et États-Unis qui ont participé à la réalisation de cet instrument pendant plusieurs années. En particulier, l’ORB, en collaboration avec nos collègues de l’IASB, a contribué à caractériser les détecteurs de l’instrument.

Inside Ganymede
Schéma de l’intérieur de la lune de Jupiter Ganymède.
Crédit : ESA/ATG Medialab.

Tim Van Hoolst, également chef du Groupe de travail JUICE concernant l’intérieur, le sous-sol et la géophysique des lunes de glace, explique :

Les différents instruments travailleront en synergie pour déterminer de façon précise les propriétés de l’intérieur des satellites de glace, apportant des réponses aux questions qui sont restées en suspens depuis la fin de la mission Galileo. Est-ce que ces trois lunes ont un océan sous leur surface ? Quelle est l’épaisseur de leur coquille de glace ? Celle de leur océan ? Quelle est leur composition ? Pourquoi Ganymède génère-t-elle son propre champ magnétique ?

Implication de l’Institut royal d’Aéronomie Spatiale de Belgique

Une fois qu’un instrument est aussi éloigné de la Terre que Jupiter peut l’être, il est difficile d’être certain qu’il fonctionne comme prévu par ses fabricants. En particulier dans les conditions difficiles du vide spatial où règnent des températures extrêmement basses. De plus, certaines mesures utilisées pour caractériser la réponse de l’instrument ne sont pas réalisables dans l’espace. C’est pourquoi la caractérisation de la réponse des composants d’un instrument, en laboratoire dans un environnement strictement contrôlé, est une phase cruciale de son développement.

David Bolsée et son équipe du B.RCLab (Belgian Radiometric Characterisation Laboratory) à l’Institut royal d’Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB) ont développé et validé le banc de caractérisation (configuration de l’équipement et du laboratoire). Ce banc a été dédié à la réalisation de la caractérisation radiométrique et électro-optique complète dans des conditions cryogéniques des versions de vol et de réserve du détecteur VIS-NIR (visible et proche infrarouge) de MAJIS, sous la supervision de l’Institut d’Astrophysique Spatiale (France), avec le support de BELSPO et de l’ESA. Ces campagnes ont eu lieu en 2020 et 2021.

Un long voyage vers Jupiter

Après son lancement, JUICE entamera un long voyage vers Jupiter, au cours duquel sa trajectoire sera ajustée à plusieurs reprises grâce à l’assistance gravitationnelle pour économiser du carburant. À son arrivée en juillet 2031, JUICE orbitera autour de Jupiter, effectuant trente-cinq survols rapprochés des lunes Europe, Ganymède et Callisto avant d’atteindre la dernière étape de son voyage, à savoir la mise en orbite autour de Ganymède de fin 2034 à 2035.

Les scientifiques de l’ORB et de l’IASB attendent avec impatience les données et découvertes de la mission JUICE !

 

 

Contact

Lucie Lamort
Communication
lucie (point) lamort (arobase) aeronomie (point) be

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Vue d’artiste de la sonde spatiale JUICE en orbite autour de Ganymède, avec Jupiter en arrière-plan. Crédits : ESA/ATG Medialab
Source: ESA.
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Le détecteur MAJIS lors de son intégration dans la chambre cryogénique du B.RCLab en vue de sa caractérisation en 2020.
Crédits: IASB
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Dans le B.RCLab pendant la campagne de caractérisation du modèle de vol MAJIS en 2020.
Crédits: IASB