Lorsque le vaisseau spatial Europa Clipper de la NASA commencera à orbiter autour de Jupiter pour vérifier si sa lune recouverte de glace, Europa, présente des conditions propices à la vie, le vaisseau spatial traversera à plusieurs reprises l’un des environnements de rayonnement les plus sévères de notre système solaire.

Renforcer le vaisseau spatial contre les dommages potentiels causés par ces rayonnements n’est pas une tâche facile. Mais le 7 octobre, la mission a mis en place la dernière pièce de « l’armure » du vaisseau spatial lorsqu’elle a scellé la voûte, une enceinte spécialement conçue pour protéger l’électronique sophistiquée d’Europa Clipper. La sonde est assemblée, pièce par pièce, en Installation d’assemblage de vaisseaux spatiaux Au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud avant le lancement en octobre 2024.

« La fermeture du coffre-fort est une réalisation majeure », a déclaré Kendra Short, directrice adjointe du système de vol Europa Clipper au JPL. « Cela signifie que nous avons tout ce que nous devrions avoir là-bas. Nous sommes prêts à le boutonner. »

La voûte en aluminium mesure un peu moins d’un demi-pouce (1 cm) d’épaisseur et abrite l’électronique de la suite d’instruments scientifiques du vaisseau spatial. L’alternative consistant à protéger chaque ensemble de composants électroniques individuellement augmenterait le coût et le poids du vaisseau spatial.

« La voûte est conçue pour réduire l’environnement de rayonnement à des niveaux acceptables pour la plupart des appareils électroniques », a déclaré Ensu Jun du JPL, coprésident du groupe européen Clipper Radiation Focus Group et expert en rayonnement spatial.

Punition due aux radiations

Le champ magnétique géant de Jupiter est 20 000 fois plus puissant que celui de la Terre et il tourne rapidement en fonction de la période de rotation de 10 heures de la planète. Ce champ capture et accélère les particules chargées de l’environnement spatial de Jupiter pour créer de puissantes ceintures de rayonnement. Le rayonnement est une présence physique constante – une sorte de météo spatiale – qui bombarde tout ce qui se trouve dans sa zone d’influence avec des particules nocives.

« Jupiter a un environnement de rayonnement plus dense que le Soleil dans le système solaire », a déclaré John. « L’environnement radiologique affecte tous les aspects de la mission. »

C’est pourquoi, lorsque le vaisseau spatial atteindra Jupiter en 2030, Europa Clipper ne s’arrêtera pas simplement en orbite autour d’Europe. Au lieu de cela, comme certains vaisseaux spatiaux précédents qui ont étudié le système Jupiter, il effectuera une large orbite autour de Jupiter lui-même pour s’éloigner le plus possible de la planète et de son rayonnement intense. Au cours de ces orbites planétaires, le vaisseau spatial survolera l’Europe près de 50 fois pour collecter des données scientifiques.

Le rayonnement est si intense que les scientifiques pensent qu’il modifie la surface d’Europe, provoquant des changements visibles de couleur, a déclaré Tom Nordheim, planétologue au JPL spécialisé dans les lunes extérieures glacées – Europe ainsi qu’Encelade de Saturne.

« Les radiations à la surface de l’Europe constituent un processus de modification géologique majeur », a déclaré Nordheim. « Quand vous regardez Europe, sa couleur brun rougeâtre, les scientifiques ont montré que cela correspond à une radiothérapie. »

Scène glacée chaotique

Ainsi, alors même que les ingénieurs s’efforcent d’éloigner les radiations d’Europa Clipper, des scientifiques comme Nordheim et John espèrent utiliser des sondes spatiales pour les étudier.

« Grâce à une unité dédiée à la surveillance des rayonnements et à l’utilisation des données de rayonnement opportunistes de ses instruments, Europa Clipper contribuera à révéler l’environnement radiologique unique et difficile de Jupiter », a déclaré John.

Nordheim se concentre sur « l’Europe »Terrain chaotique« , zones où des masses de matériaux de surface semblent s’être désintégrées, pivotées et déplacées vers de nouveaux emplacements, préservant dans de nombreux cas des schémas de fracture linéaires préexistants.

Les scientifiques pensent qu’au fond de la surface glacée de la Lune se trouve un vaste océan d’eau liquide qui pourrait fournir un environnement habitable. Certaines zones de la surface d’Europe montrent des preuves de transport de matériaux du sous-sol à la surface. « Nous devons comprendre le contexte dans lequel les radiations modifient ce matériau », a déclaré Nordheim. « Cela peut modifier la composition chimique d’une substance. »

Résistance thermique

L’océan d’Europe étant confiné dans une coquille de glace, toute forme de vie potentielle ne pourrait pas dépendre directement du soleil pour son énergie, comme le font les plantes sur Terre. Au lieu de cela, ils auront besoin d’une source d’énergie alternative, comme la chaleur ou l’énergie chimique. Les radiations tombant sur la surface d’Europe pourraient contribuer à fournir une telle source en formant des oxydants, tels que l’oxygène ou le peroxyde d’hydrogène, lorsque les radiations réagissent avec la couche de glace superficielle.

Au fil du temps, ces oxydants peuvent être transférés de la surface vers l’océan intérieur. « La surface peut servir de fenêtre sur l’intérieur de la Terre », a déclaré Nordheim. Il a ajouté qu’une meilleure compréhension de ces processus pourrait fournir une clé pour percer davantage de secrets sur le système de Jupiter : « Les radiations sont l’une des choses qui rendent Europe si intéressante. » Cela fait partie de l’histoire. »

En savoir plus sur la mission

Le principal objectif scientifique d’Europe Clipper est de déterminer s’il existe des endroits sous la lune glacée de Jupiter, Europe, qui pourraient abriter la vie. Les trois principaux objectifs scientifiques de la mission sont de déterminer l’épaisseur de la croûte glacée de la Lune et ses interactions de surface avec l’océan en dessous, d’étudier sa composition et de caractériser sa géologie. L’exploration détaillée d’Europe par la mission aidera les scientifiques à mieux comprendre le potentiel astrobiologique des mondes habitables au-delà de notre planète.

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Écrit par Pat Brennan