La NASA teste le prototype d’Europa Lander

VIVA – En 2024, la NASA lancera Europa Clipper, une mission orbitale très attendue qui s’envolera vers Jupiter (arrivée en 2030) pour explorer sa lune glacée, Europa.

Grâce à une série de survols, le Clipper étudiera la surface et l’activité des panaches d’Europe dans l’espoir de trouver des molécules organiques et d’autres indications potentielles de vie (« biosignatures »).

Si tout se passe bien, la NASA prévoit d’envoyer une mission de suivi pour atterrir à la surface et examiner de plus près les couches et panaches de glace d’Europe. Cette mission proposée s’appelle Europa Lander.

Bien qu’aucune date n’ait été fixée et que la mission soit encore en phase de recherche, plusieurs étapes importantes ont été franchies pour amener l’Europa Lander au stade du développement.

En août dernier, des ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA en Californie du Sud ont testé un prototype de ce système d’atterrissage proposé dans un environnement simulé.

Le système combine le matériel utilisé par les précédentes missions d’atterrisseur de la NASA et plusieurs nouveaux éléments qui rendent les missions vers Europe possibles. Il pourrait également être adapté pour faciliter les missions vers davantage de « mondes océaniques » et d’autres corps célestes de notre système solaire.

Depuis les années 1970, lorsque les sondes Voyager 1 et 2 de la NASA ont survolé Jupiter et son système lunaire, les scientifiques ont hâte d’observer Europe de plus près. Depuis, plusieurs missions ont visité Jupiter, notamment la sonde spatiale NASA-ESA Ulysses, qui a survolé le système en 1992 et 2004.

Cela a été suivi par le survol de la sonde Cassini-Huygens en 2000 en route vers Saturne et la mission New Horizons. qui a fait vibrer le système en route vers la région transneptunienne. Cependant, seules deux missions se sont rendues dans le système et y sont restées pour étudier Jupiter et ses satellites : la sonde spatiale Galileo (1995-2003) et Juno (2016-présent).

Grâce aux données obtenues par la sonde Voyager, les scientifiques ont commencé à spéculer sur la présence éventuelle d’un océan liquide sous la calotte glaciaire d’Europe. À l’aide de modèles planétaires, ils ont en outre émis l’hypothèse qu’Europe (et les autres lunes galiléennes) subit une flexion des marées à l’intérieur en raison des interactions avec la forte gravité de Jupiter.

Selon eux, cela aurait pu conduire à une activité hydrothermale à la limite entre le noyau et le manteau de la Lune, fournissant la chaleur et l’énergie chimique nécessaires à la vie. Des missions ultérieures ont confirmé ces soupçons en détectant une activité de panache, du dioxyde de carbone et des sels minéraux sur la surface lunaire.

La création d’un Europa Lander capable de naviguer sur des terrains difficiles a nécessité une approche avancée, que les ingénieurs de la NASA ont abordée en adaptant des éléments qui ont fonctionné dans le passé.

Cela inclut l’architecture utilisée pour les systèmes d’atterrissage « sky Crane » utilisés par les rovers Curiosity et Perseverance de la NASA, qui s’appuient sur des parachutes et des rétro-fusées pour ralentir leur descente et sur un système de poulies pour les abaisser à la surface.

Les ingénieurs du JPL ont créé un étage de descente propulsive simulé pour leur prototype qui maintenait la stabilité de l’Europa Lander pendant que quatre harnais l’abaissaient. L’atterrisseur a quatre pattes, chacune étant dotée d’un mécanisme de connexion à quatre tiges qui contrôle la pose des pattes avant et pendant l’atterrissage.

Chaque pied est chargé d’un ressort à force constante pour les aider à se réinitialiser et à appuyer contre toute surface qu’ils rencontrent lorsqu’ils atterrissent lentement sur la surface.

Cela permet aux pieds de s’adapter passivement au terrain qu’ils rencontrent tout en offrant une traction et une stabilité supplémentaires pendant et après l’atterrissage.

Le bas du Lander est doté d’un ventre (semblable à une plaque de protection sur une voiture) qui résiste aux mouvements et protège le Lander des terrains potentiellement dangereux. Une fois que l’abdomen touche la surface, des capteurs déclenchent un mécanisme qui verrouille les articulations pivotantes des jambes.

À ce stade, les jambes sont chargées de maintenir la stabilité et de maintenir la hauteur de l’atterrisseur lorsque le harnais est relâché. Si le ventre ne rencontre pas de terrain pendant atterrissageles capteurs sur chaque jambe peuvent également indiquer atterrissage. Dans ce cas, le ventre serait suspendu au-dessus du terrain et l’atterrisseur ne serait soutenu que par ses quatre pieds.

Ce qui n’a pas été filmé, c’est la phase après le largage de la bride, qui consiste à couper la bride et à l’envol de l’étage propulseur à la dérive. Bien que cette architecture d’atterrissage ait été développée en pensant à Europe, elle peut être adaptée pour être utilisée sur la Lune et sur d’autres corps célestes au terrain difficile.

Cela sera utile lorsque la NASA et d’autres agences spatiales envisageront d’envoyer des missions vers d’autres « mondes océaniques » du système solaire qui ont également des océans sous leurs couches de glace (et peuvent abriter de la vie en leur sein).

Pendant ce temps, les scientifiques attendent avec impatience l’arrivée de la mission JUpiter ICy moon Explorer (JUICE) de l’ESA, qui sera lancée depuis le port spatial européen en Guyane française le 14 avril 2023.

Lorsqu’elle arrivera à Jupiter en juillet 2031, la mission passera les trois prochains mois et demi à étudier principalement Callisto, Ganymède et Europe, les trois lunes galiléennes censées avoir des océans intérieurs.

Europa Clipper devrait être lancé le 10 octobre 2024 et arrivera dans le système Jupiter en avril 2030, plus tôt que JUICE. Les données fournies par cette mission orbitale ouvriront la voie à la mission Europa Lander, qui comprendra l’analyse de la surface, la surveillance de l’activité du panache et la sélection des sites d’atterrissage ainsi que des objectifs scientifiques potentiels.