Jupiter Europa Orbiter

Jupiter Europa Orbiter (JEO)

Vue d'artiste de JEO (en haut) et de la sonde européenne JGO.

Caractéristiques

Organisation	NASA
Domaine	Exploration du système jupitérien
Type de mission	Orbiteur
Masse	5 040 kg
Lancement	2020
Lanceur	Atlas V 551
Fin de mission	2029
Survol de	Io, Ganymède, Callisto
Satellite de	Europe
Insertion en orbite	Août 2027
Propulsion	Chimique
Source énergie	MMRTG
Puissance électrique	540 Watts

Informations générales

Programme	Outer Planet Flagship
Site	Site NASA

L'étude détaillée de la lune Europe est l'objectif principal de la mission

Jupiter Europa Orbiter ou JEO était une mission spatiale proposée par l'agence spatiale américaine de la NASA ayant pour objectif l'exploration de Jupiter et ses lunes. Suite à des restrictions budgétaires sévères touchant la NASA, la mission a été repoussée à une date indéterminée en avril 2011^[1]. La sonde spatiale était un orbiteur qui après avoir effectué plusieurs survols à faible altitude au-dessus de Io, Ganymède et Callisto se plaçait en orbite polaire autour de Europe. La sonde devait être lancée en 2020 et utiliser l'assistance gravitationnelle de Vénus et de la Terre (à deux reprises) pour se propulser jusqu'au système jupitérien. La mission scientifique devait débuter par une phase d'une durée de 2 ans durant laquelle la sonde effectuait plusieurs survols au-dessus des lunes de Jupiter avant de se placer en orbite autour d'Europe en 2028 pour une étude plus approfondie. La mission principale devait s'achèver en 2029. L'objectif scientifique de la mission était de déterminer dans quelle mesure les lunes de Jupiter et en en particulier Europe sont susceptibles d'accueillir la vie. Cette mission lourde (sonde de 5 tonnes) et couteuse qui emporte 11 instruments scientifiques faisait partie des missions phares de la NASA de la catégorie Outer Planet Flagship à laquelle se rattache également la sonde Cassini. L'Agence Spatiale Européenne étudie toujours une mission analogue, Jupiter Ganymede Orbiter (JGO), qui serait également lancée en 2020 mais qui se placerait en orbite autour de Ganymède. Les programmes européen et américain devaient être coordonnés au sein de l'Europa Jupiter System Mission (EJSM) susceptible de comprendre également une mission japonaise d'étude de la magnétosphère et un atterrisseur russe. La coordination devait porter à la fois sur le développement de l'instrumentation scientifique et sur les objectifs scientifiques^[2].

Objectifs scientifiques

Un des principaux objectifs de la mission était donc d'étudier si la lune Europe est susceptible d'accueillir une forme de vie. La sonde devait notamment étudier ^[3]:

• Les caractéristiques de l'océan qui s'étend sous la banquise et qui recouvre la surface de Europe : dimension, relation avec le noyau,...
• Les caractéristiques de la banquise et ses échanges avec l'océan
• La chimie d'Europe : composition chimique de la surface, processus en jeu dans la mesure où ils peuvent jouer sur l'habitabilité de la Lune
• La géologie de la lune : les formations de la surface de la Lune en particulier celles qui résultent d'une activité récente, identifier et détailler les sites permettant de poser un atterrisseur pour une mission d'exploration future
• Les interactions entre Europe et le reste du système Jupitérien

La détermination de l'habitabilité des lunes Io, Ganymède et Callisto ainsi que l'étude de la magnétosphère, de l'atmosphère et des anneaux de Jupiter faisait également partie des objectifs scientifiques.

Déroulement de la mission

La sonde spatiale devait être lancée par une fusée Atlas V 551. Pour rejoindre le système jupitérien, JEO utilisait à trois reprises l'assistance gravitationnelle des planètes intérieures. Le déroulement du transit vers Jupiter était initialement le suivant^[2] :

• Février 2020 : lancement
• Juin 2020 : survol de Vénus
• Avril 2021 : premier survol de la Terre
• Juillet 2023 : deuxième survol de la Terre
• Décembre 2025 : arrivée dans le système jupitérien

La sonde utilisait l'assistance gravitationnelle de Io pour s'insérer sur une orbite elliptique initiale de 200 jours autour de Jupiter. L'excentricité de l'orbite était par la suite fortement réduite après avoir bouclé un premier tour en utilisant une nouvelle fois l'assistance gravitationnelle de Io (juillet 2026).

La sonde effectuait au cours des 2 premières années d'exploration du système jupitérien 3 survols de Io, 6 survols d'Europe, 6 survols de Ganymède et 9 survols de Callisto en utilisant ses instruments en fonction des objectifs scientifiques propres à chaque lune. En juillet 2028 la sonde devait s'insèrer en orbite autour d'Europe et entamer une campagne scientifique de 99 jours décomposée en 3 phases. Les 28 premiers jours elle se plaçait sur une orbite polaire située à tout d'abord à 200 km d'altitude puis puis réduisait son altitude 100 km. Ensuite la sonde entrait dans une phase d'études plus ciblées de 165 jours. La mission principale aurait du s'achèver en 2029^[2].

Caractéristiques techniques de la sonde spatiale

La sonde a une masse de 5 040 kg dont 2 646 kg carburant qui est utilisé essentiellement pour les corrections de trajectoire et l'insertion en orbite. Le propulseur principal de 900 Newtons de poussée, qui est orientable, utilise deux ergols liquides. Comme dans la majorité des missions vers les planètes extérieures, l'énergie électrique est fournie, par 5 MMRTG qui fournissent 540 Watts grâce à la chaleur dégagée par la désintégration du dioxyde de plutonium. Cette solution, qui permet de s'affranchir de l'éloignement du Soleil, n'a pas été retenue pour la sonde européenne qui utilise des panneaux solaires de très grande taille. Des batteries lithium-ion permettent de faire face aux pics de consommation. Le système de télécommunications, qui fonctionne en bande Ka et X avec un transpondeur de 25 Watts, utilise une antenne parabolique à grand gain de 3 mètres de diamètre articulée avec deux degrés de liberté. La sonde est stabilisée 3 axes à l'aide de roues de réaction assistées de propulseurs d'attitude montés par paire. Pour affronter le champ magnétique intense de Jupiter, les organes les plus sensibles de la sonde sont abrités derrière un blindage d'au moins 2,54 mm qui représente une masse totale de 165 kg^[2],[3].

La charge utile

La sonde JEO en orbite autour de Europe fait fonctionner ses instruments

La charge utile représente une masse de 165 kg. La consommation électrique moyenne allouée à l'instrumentation, y compris sa protection thermique, est de 71 Watts. Il est prévu que la sonde emporte 11 instruments scientifiques qui sont montées sur une plateforme orientable^[2] :

• Le système de télécommunications doit être utilisé pour des mesures de densité,.. (RS)
• Un altimètre laser (LA)
• Un radar permettant d'effectuer des observations à travers la glace (IPR)
• Un spectromètre en lumière visible et infrarouge (VIRIS)
• Un spectromètre ultraviolet (UVS)
• Un spectromètre de masse des particules neutres et chargées (NMS)
• Un instrument de mesure thermique (TI)
• Une caméra avec téléobjectif (NAC)
• Deux caméras grand-angle et moyen-angle (MAC+WAC)
• Un magnétomètre (MAG)
• Un instrument de mesure des particules et du plasma (PPI)

Avancement

En février 2011, suite à restrictions budgétaires, la mission Jupiter Europa Orbiter a été repoussée par la NASA à une date ultérieure non fixée. En revanche l'ESA pense maintenir la mission Jupiter Ganymede Orbiter, si possible avec une participation internationale ^[1][4].

Notes et références

Notes

Références

Voir aussi

Articles connexes

• Jupiter Ganymede Orbiter (JGO) la mission jumelle de l'Agence Spatiale Européenne
• Europa Jupiter System Mission la mission conjointe JEO/JGO
• Juno Mission d'étude de la magnétosphère de Jupiter lancée par la NASA en 2011
• Cassini Une autre mission lourde lancée vers les planètes extérieures

Liens externes

• (en) Site officiel du programme JGO par le JPL NASA
• (en) Présentation de la mission juillet 2010

v · Pioneer 10 (1972)  · 11 (1973)  · Programme Voyager (Voyager 1 (1977) et Voyager 2 (1977)) · Ulysses (1990) · Cassini (1997)  · New Horizons (2006)
Orbiteurs	Galileo (1989)  · Juno (2011)
Sondes atmosphériques	Galileo (1989)
Futures missions	Jupiter Europa Orbiter (2020)(étude)  · Jupiter Ganymede Orbiter (2020) (étude)
Missions annulées	JIMO · Europa Orbiter · Pioneer H
Voir aussi	Jupiter · Deep Space Network · Exploration de Jupiter
Les dates indiquées sont celles de lancement

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