Quelle est la meilleure façon d’en savoir plus sur Europa avant d’y atterrir une mission ? Une équipe de scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA a créé une mini version de ce monde glacé en laboratoire. Cela leur donne des informations fascinantes sur le comportement de la surface glacée de cette lune et fournit des informations utiles aux planificateurs de la prochaine mission de survol Europa Clipper.
La chambre de simulation s’appelle “The Ark” et se trouve au cœur de l’Ocean Worlds Lab, dirigé par le scientifique planétaire Kevin Hand. La chambre d’essai est ainsi nommée parce qu’elle ressemble à l’Arche dans Indiana Jones et les aventuriers de l’arche perdue. Il vient de terminer une expérience de six mois visant à bombarder une surface de glace simulée avec un rayonnement solaire sur un cycle jour-nuit Europan. L’idée est d’exposer les types de glace connus pour exister sur cette lune à différents environnements de rayonnement et de voir comment les glaces réagissent. Cela simule ce qu’Europa Clipper pourrait mesurer et aide également les scientifiques à construire des instruments qui mesureront divers aspects de la surface de la lune.
Simulation des océans de nombreux mondes
L’Ocean Worlds Lab réalise un certain nombre d’expériences et de modèles informatiques différents pour simuler les conditions dans les océans des mondes, y compris Europa. “Nous utilisons une variété d’instruments et de chambres à ultra-vide pour étudier les glaces, les sels, les silicates, les matières organiques et même les microbes dans des conditions comparables à la surface d’Europa”, a déclaré Hand. Cela inclut l’Arche. Il utilise une chambre à vide pour étudier la forme de la glace et son évolution sous différentes températures, pressions et conditions d’éclairage simulées. Un réseau de caméras dans la chambre capture des images pour l’observation via la photographie accélérée. Certaines des expériences de l’Arche peuvent durer des mois, ce qui teste également l’équipement.
“L’Arche est l’une des seules chambres sur Terre avec un grand environnement interne construit pour simuler la surface d’Europe”, a déclaré Hand. « La mission Galileo a révélé que la surface d’Europe raconte une histoire non seulement sur le sous-sol d’Europe, mais aussi sur la façon dont la surface change en raison de la température, de la pression et de l’irradiation. Les caméras, radars et spectromètres d’Europa Clipper nous en apprendront beaucoup plus sur la nature et la structure de la glace d’Europe.
Les températures à l’intérieur de l’Arche peuvent descendre jusqu’à 40 Kelvin (-387,67 F), ce qui peut être trop froid pour certaines expériences. Alors, l’équipe la chauffe un peu plus pour voir des changements dans la morphologie (ou la forme) de la glace. Cela simule plus fidèlement certains des changements de surface qu’Europa Clipper verra lors de sa visite sur la lune de Jupiter. Elle est en moyenne d’environ 110 Kelvin (-260 F) à l’équateur et d’environ 50 Kelvin (-370 F) aux pôles.
Viser Europe
Pourquoi se donner tant de mal pour simuler Europe ? C’est un cas tellement particulier car cette lune jovienne contient un océan sous sa croûte de glace. L’objectif principal du Clipper est de rechercher des conditions propices à la vie à Europa. Cela signifie mesurer ses caractéristiques et comprendre ce qui se passe à l’intérieur. Il comprend la chimie de la glace et de l’océan, ainsi que des détails sur l’intérieur profond de la lune.
Europa Clipper n’est pas une mission de détection de vie. Cela reste un objectif pour un futur atterrisseur. Considérez le Clipper comme une vaste étude de la lune. Il orbitera autour de Jupiter et effectuera près de 50 survols d’Europe. Il devrait effectuer des passes d’approche rapprochées à des altitudes d’environ 25 kilomètres (16 milles) au-dessus de la surface. Finalement, il balayera toute la lune.
Le vaisseau spatial transportera des caméras et des spectromètres pour produire des images haute résolution et des cartes de composition de la surface et de l’atmosphère mince d’Europe. Il disposera également d’un radar pénétrant dans la glace pour rechercher les eaux souterraines. Un magnétomètre et des mesures de gravité fourniront des informations supplémentaires sur l’océan et l’intérieur profond. Le vaisseau spatial transportera également un instrument thermique pour localiser les emplacements de glace plus chaude et peut-être des éruptions d’eau récentes. D’autres instruments mesureront la composition de minuscules particules dans la fine atmosphère de la lune et dans l’environnement spatial environnant.
La glace n’est pas la seule chose que l’arche étudie
Pourtant, l’idée de trouver la vie sur Europa est passionnante, selon Hand. L’existence de colonies souterraines de vie extraterrestre pourrait avoir un effet sur la surface glacée. “Imaginons qu’Europe ait des évents hydrothermaux au fond de l’océan”, a-t-il déclaré. « Y aurait-il des empreintes digitales de ces bouches hydrothermales ou même d’organismes sur la glace de surface d’Europe ? Avec l’Arche, nous introduisons à la fois des communautés microbiennes de ventilation hydrothermale et des particules de ventilation hydrothermale dans les chambres pour voir comment elles sont modifiées, ce qui nous permettra de rechercher ces mêmes types d’empreintes digitales sur Europa avec Europa Clipper.
La grande question sera de savoir dans quelle mesure les simulations au JPL correspondent à ce que le vaisseau spatial voit à son arrivée. Europa Clipper est censé être lancé en octobre 2024 et arriver au niveau du système Jupiter pour commencer ses survols en 2030. Il faudra donc attendre quelques années avant que les simulations dans l’Arche ne soient appariées aux données de la mission.
Pour plus d’informations
Rencontrez l’équipe de simulation de la surface d’Europe — Sur Terre
Bienvenue au Ocean Worlds Lab
Clipper Europe
