Comment la NASA protège Europa Clipper des rayonnements spatiaux – Europa Clipper de la NASA

Lorsque Europa Clipper de la NASA commencera à orbiter autour de Jupiter pour déterminer 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, un conteneur spécialement conçu pour protéger l’électronique sophistiquée d’Europa Clipper. La sonde est assemblée, pièce par pièce, dans le Installation d’assemblage de vaisseaux spatiaux au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud avant son lancement en octobre 2024.

“La fermeture du coffre-fort est une étape majeure”, a déclaré Kendra Short, responsable adjointe du système de vol d’Europa Clipper au JPL. «Cela signifie que nous avons là-dedans tout ce dont nous avons besoin. Nous sommes prêts à le boutonner.

D’une épaisseur d’un peu moins d’un demi-pouce (1 centimètre), la voûte en aluminium abrite l’électronique de la suite d’instruments scientifiques du vaisseau spatial. L’alternative consistant à protéger individuellement chaque ensemble de composants électroniques 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 Insoo Jun du JPL, coprésident du groupe de réflexion sur les rayonnements d’Europa Clipper et expert en rayonnement spatial.

Punir les radiations

Le gigantesque champ magnétique de Jupiter est 20 000 fois plus puissant que celui de la Terre et tourne rapidement au rythme 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 – bombardant tout ce qui se trouve dans sa sphère d’influence avec des particules nocives.

“Jupiter possède l’environnement de rayonnement le plus intense, autre que le Soleil, dans le système solaire”, a déclaré Jun. “L’environnement radiologique affecte tous les aspects de la mission.”

C’est pourquoi, lorsque le vaisseau spatial arrivera sur Jupiter en 2030, Europa Clipper ne se contentera pas de se garer en orbite autour d’Europe. Au lieu de cela, comme certains vaisseaux spatiaux précédents qui ont étudié le système jovien, il effectuera une orbite de grande envergure autour de Jupiter lui-même pour s’éloigner autant que possible de la planète et de son rayonnement intense. Au cours de ces orbites en boucle autour de la planète, le vaisseau spatial survolera Europe près de 50 fois pour recueillir des données scientifiques.

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

“Le rayonnement à la surface d’Europe est un processus de modification géologique majeur”, a déclaré Nordheim. “Quand vous regardez Europe – vous savez, la couleur brun rougeâtre – les scientifiques ont montré que cela est cohérent avec le traitement par rayonnement.”

Paysage de glace chaotique

Ainsi, alors même que les ingénieurs s’efforcent d’empêcher les radiations d’Europa Clipper, des scientifiques comme Nordheim et Jun espèrent utiliser la sonde spatiale pour les étudier.

“Avec une unité dédiée à la surveillance des rayonnements et en utilisant les données de rayonnement opportunistes de ses instruments, Europa Clipper contribuera à révéler l’environnement radiologique unique et difficile de Jupiter”, a déclaré Jun.

Nordheim se concentre sur l’Europe “terrain chaotique“, des zones où des blocs de matériau de surface semblent s’être brisés, tournés et déplacés vers de nouvelles positions, préservant dans de nombreux cas des schémas de fracture linéaires préexistants.

Selon les scientifiques, au plus profond de la surface glacée de la Lune se trouve un vaste océan d’eau liquide qui pourrait offrir un environnement habitable à la vie. Certaines zones de la surface d’Europe montrent des preuves de transport de matière du sous-sol vers la surface. “Nous devons comprendre le contexte dans lequel les radiations ont modifié ce matériau”, a déclaré Nordheim. “Cela peut modifier la composition chimique du matériau.”

Le pouvoir de la chaleur

Parce que l’océan d’Europe est enfermé dans une enveloppe de glace, aucune forme de vie possible ne pourrait compter directement sur le Soleil pour son énergie, comme le font les plantes sur Terre. Au lieu de cela, ils auraient 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 créant des oxydants, tels que l’oxygène ou le peroxyde d’hydrogène, lorsque les radiations interagissent avec la couche de glace superficielle.

Au fil du temps, ces oxydants pourraient être transportés de la surface vers l’océan intérieur. “La surface pourrait être une fenêtre sur le sous-sol”, a déclaré Nordheim. Une meilleure compréhension de ces processus pourrait fournir une clé pour percer davantage de secrets du système Jupiter, a-t-il ajouté : « 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’Europa 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 coquille glacée de la Lune et ses interactions de surface avec l’océan en contrebas, 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