Mission Juno de la NASA : après 5 ans, un vol de 1,8 milliard de milles, un bip de 3 secondes

C'est ce que les scientifiques de la NASA écouteront à 23 h 53 HE le 4 juillet – 9 h 23 IST le 5 juillet – lorsque le signal radio marquant l'entrée du vaisseau spatial Juno dans l'orbite de Jupiter atteint la Terre. Les 20 prochains mois que Junon passera sous l'emprise de Jupiter devraient révolutionner la connaissance de la planète

Quelle est la taille du noyau de Jupiter ? Est-ce rocheux ? Quelle est la structure atmosphérique ? Tourne-t-il comme un corps solide ou son intérieur se déplace-t-il à une vitesse différente ? Juno peut apporter des réponses.

Imaginez une planète avec plus de 60 lunes, avec un océan souterrain d'hydrogène métallique à 25 000 kilomètres de profondeur, sans surface solide sur laquelle marcher, avec des nuages ​​​​d'ammoniac, avec des tempêtes massives de plusieurs centaines d'années et avec des vents de 400 mph, et avec un champ magnétique 20 000 fois plus puissant que la Terre. Bienvenue sur Jupiter, la nouvelle frontière de l'exploration du système solaire par l'humanité.

Les deux dernières décennies ont vu une flottille de missions vers Mars – mais avec Juno, la NASA entame un tout nouveau voyage dans les mystères du système jovien. Mars et la Terre sont similaires à bien des égards. Elles appartiennent à la famille des quatre planètes de Mercure à Mars appelées planètes terrestres. Ainsi, Mars et la Terre sont constituées de roches silicatées et ont des processus de surface, intérieurs et atmosphériques largement similaires. Par conséquent, l'érosion éolienne, les processus volcaniques, les processus géochimiques et la géophysique de l'intérieur des planètes sur Terre et sur Mars présentent de nombreuses similitudes. En fait, avant que Mars ne perde son atmosphère et son eau, Mars et la Terre étaient encore plus similaires - avec l'écoulement de l'eau des rivières, des ruisseaux et des inondations catastrophiques, et les formes de relief consécutives produites par l'érosion hydrique.

Avec Jupiter, nous sortons de notre environnement familier des planètes terrestres pour l'environnement relativement nouveau des géantes gazeuses. Jupiter et Saturne sont des géantes gazeuses - formées au-delà de la ligne de gel, où l'eau et les gaz volatils peuvent se condenser en grains solides et faire partie des planètes.

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Au début du système solaire, les planètes se formaient à partir de la nébuleuse gazeuse entourant le Soleil – les planètes qui se formaient à l'intérieur de la ligne de gel étaient en grande partie composées de roche. Des planètes comme Jupiter qui se sont formées vers l'extérieur par rapport à la ligne de gel incorporaient principalement du gaz et des volatiles. Jupiter est principalement formé d'hydrogène et d'hélium et, contrairement à la Terre et à Mars, n'a pas de surface rocheuse. La planète est constituée d'hydrogène gazeux qui devient dense à mesure que nous avançons vers l'intérieur de la planète.

Un océan massif d'hydrogène métallique occupe la région au-dessus du noyau de Jupiter. Jupiter est environ 300 fois plus massive que la Terre. Il a quatre grandes lunes et plus de 60 petites lunes. Ganymède, le plus gros satellite de Jupiter, est aussi la plus grosse lune du système solaire. Fait intéressant, Ganymède est également plus grand que la planète Mercure et, par conséquent, aurait pu être facilement classé comme une planète s'il avait été en orbite autour du Soleil plutôt que de Jupiter !

Les lunes de Jupiter ont également leur propre part de possibilités passionnantes. Europa et Ganymède, par exemple, semblent avoir d'énormes océans d'eau salée souterrains sous une couche de glace en surface. Les océans d'Europe et de Ganymède peuvent-ils abriter la vie ? Ces deux océans sont souterrains - ils n'ont donc probablement jamais vu la lumière du soleil. La vie survivrait-elle dans un tel environnement ? Contrairement à la conception populaire, les océans de la Terre sont baignés d'obscurité, à l'exception des 1 000 premiers mètres de profondeur. Pourtant, dans la zone aphotique des océans de la Terre, où la lumière ne pénètre pas, nous trouvons une étonnante variété de formes de vie. Il n'est donc pas tout à fait inconcevable d'émettre l'hypothèse que la vie puisse exister dans les océans souterrains de ces lunes joviennes.

Il y a eu jusqu'à présent 7 missions de survol de Jupiter : Pioneer 10 (1973), Pioneer 11 (1974), Voyager 1 et 2 (1979), Ulysse (1992), Cassini (2000) et New Horizons (2007). Un seul vaisseau spatial, Galileo, est entré en orbite autour de Jupiter (de 1995 à 2003). Bien que plusieurs missions aient étudié Jupiter, des questions fondamentales liées à son évolution restent sans réponse. Nous ne savons pas, par exemple, quelle est la taille du noyau de Jupiter. Le noyau est-il rocheux ? Quelle est la structure atmosphérique ? Jupiter tourne sur son axe toutes les 10 heures malgré sa taille énorme - tourne-t-il comme un corps solide, ou l'intérieur de Jupiter se déplace-t-il à une vitesse différente ?

Juno, le deuxième vaisseau spatial en orbite autour de Jupiter, fournira une meilleure définition aux nombreuses questions sans réponse. Juno, dans un contexte plus large, nous aidera à comprendre comment Jupiter s'est formée - et, par extension, comment le système solaire s'est formé.

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Bien que Juno abordera des questions liées à la science, la mission est une vitrine de la technologie futuriste. Le vaisseau spatial fonctionnera dans un environnement de rayonnement sans précédent. En conséquence, l'électronique devrait être protégée dans un boîtier en titane de la taille d'un grand placard. Contrairement à la plupart des vaisseaux spatiaux qui voyagent vers le système solaire externe, Juno n'est pas alimenté par l'énergie nucléaire, mais par l'énergie solaire. Fonctionner en mode solaire n'est pas une mince affaire à une distance de 5 fois la distance Terre-Soleil, ce qui signifie que le Soleil est beaucoup plus petit dans le ciel de Jupiter qu'il ne l'est de la Terre. Par conséquent, pour générer suffisamment d'énergie, les panneaux solaires de Juno doivent être relativement grands. Ainsi, chacun des trois panneaux solaires est aussi haut qu'un immeuble de trois étages. Même avec de très grands panneaux solaires, la puissance n'est que de 500 watts, soit la puissance dépensée pour allumer cinq ampoules de 100 W.

La vitesse de Juno lorsqu'il entrera dans l'orbite de Jupiter le 4 juillet sera environ 275 fois supérieure à celle d'un Boeing 747. Juno a eu une trajectoire unique pour atteindre Jupiter : après son lancement, il a survolé l'orbite de Mars, est revenu pour un survol de la Terre. , avant de se diriger vers Jupiter. En raison de cette approche indirecte, Juno parcourra 1,8 milliard de kilomètres, soit 15 fois la distance la plus proche entre la Terre et Jupiter. En fait, le voyage vers Jupiter aurait pris 343 ans, si la vitesse du vaisseau spatial avait été égale à la vitesse d'un avion de ligne commercial.

Juno ouvrira, espérons-le, une nouvelle frontière dans notre exploration du système solaire. L'Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace et l'Agence spatiale européenne ont déjà prévu des missions de suivi du système jovian. L'ESA lancera le Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) en 2022, et la NASA a le mandat d'effectuer une mission sur la lune de Jupiter Europa dans les années 2020. La mission Europa Clipper de la NASA comprendra un orbiteur et un atterrisseur, ce qui marquera la première tentative ambitieuse d'atterrir un vaisseau spatial dans le système solaire extérieur.

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