C'est une excellente nouvelle. En un peu plus d'une décennie, il y aura deux vaisseaux spatiaux explorant l'un des mondes les plus habitables du système solaire, la lune de Jupiter, Europa. C'est grâce à une récente annonce de la NASA que l'orbiteur Europa Clipper a reçu le feu vert, devrait atteindre la Lune au début des années 2030.

En avril de cette année, l'Agence spatiale européenne a également approuvé le développement du Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), qui devrait actuellement atteindre le système Jupiter en 2029.

A l'aube de l'ère spatiale, on imaginait que toute vie dépendait finalement de l'énergie du soleil. Les lunes gelées des boules de glace des planètes extérieures semblaient des demeures improbables pour tout type de vie. Découvertes d'écosystèmes florissants au fond des océans de la Terre, s'appuyant sur des bouches hydrothermales pour l'énergie et le carburant moléculaire, changé tout ça. Nous savons maintenant que la vie peut prospérer dans des environnements complètement isolés du soleil.

Europa est pensé pour être en mesure d'abriter simple, la vie microbienne dans son liquide, l'océan interne sous sa surface glacée. C'est parce qu'il a chacune des trois conditions préalables essentielles à la vie en abondance :une source de molécules biochimiquement utiles, une source d'énergie et un solvant liquide (eau) dans lequel les substances dissoutes peuvent réagir chimiquement entre elles.

L'énergie d'Europe provient d'une combinaison de son orbite légèrement elliptique autour de Jupiter et de son interaction gravitationnelle avec deux autres lunes. Cette combinaison de forces soumet Europe à une variation de marée de gravité à chaque orbite, le faisant fléchir et libérer de la chaleur, qui empêche l'eau de geler.

Les molécules biochimiquement utiles d'Europe peuvent provenir d'impacts de comètes ou des profondeurs du noyau rocheux de la lune.

Radar à pénétration de glace

Europa Clipper et JUICE emporteront tous deux des instruments radar spéciaux pour sonder sous la glace de surface d'Europa. Ce n'est pas une nouvelle technique, le radar est utilisé depuis les années 1970 pour trouver des lacs sous-glaciaires en Antarctique et, plus récemment, sur Mars.

Comme ça arrive, Europa peut offrir un environnement encore plus approprié pour l'essayer car la glace plus froide devient, plus il devient transparent au radar. Étant si loin du soleil, les températures de surface diurnes typiques à Europa sont de -170°C. L'objectif à Europa est d'établir la profondeur à laquelle la calotte glaciaire cède la place à un océan mondial d'eau liquide. Les modèles actuels prédisent que c'est à une profondeur de 15-25 km.

Cependant, l'eau liquide peut également être trouvée beaucoup plus près de la surface, ce qui serait plus facile d'accès. Les preuves des images du télescope spatial Hubble semblent montrer des panaches d'eau liquide sortant de l'hémisphère sud. La production de ces panaches pourrait fonctionner comme un volcan, avec de l'eau liquide jaillissant de l'océan en dessous.

L'eau, sous une pression suffisante, va se frayer un chemin à travers les fractures et les vides à l'intérieur de la glace, atteignant finalement la surface pour éclater sous forme de geysers. Au cours de ce processus, toute eau liquide qui n'arrive pas tout à fait à la surface peut néanmoins combler les vides et les fissures dans la glace, formant quelque chose de très similaire aux lacs sous-glaciaires de Mars et de l'Antarctique.

Les missions devraient pouvoir trouver ces fonctionnalités si elles existent. Tout cela contribue à l'un des buts ultimes de ces missions, qui est de rechercher le meilleur emplacement pour un futur atterrisseur qui pourrait un jour percer la glace et atteindre le royaume océanique énigmatique en dessous.

Cartes de gravité

Les engins spatiaux voyageant près de la surface d'une planète ou d'une lune peuvent utiliser de légers changements de vitesse de fusée pour détecter des variations subtiles du champ gravitationnel de cet objet. De telles "anomalies gravitationnelles" sont causées par des changements dans la densité de matière sous la surface planétaire lorsque le vaisseau spatial survole.

Par exemple, une roche plus dense que l'on pourrait trouver dans une chaîne de montagnes peut amener le vaisseau spatial à subir un remorqueur gravitationnel supplémentaire mesurable. La détection d'anomalies gravitationnelles sur Terre est utilisée depuis de nombreuses années pour identifier des structures souterraines telles que des champs pétrolifères, des gisements de métaux et le célèbre cratère d'impact destructeur de dinosaures à Chixculub au Mexique.

JUICE et Europa Clipper pourront également détecter des anomalies gravitationnelles et potentiellement permettre aux scientifiques de trouver des caractéristiques intéressantes au fond de l'océan. Un fond océanique lisse avec de petites anomalies gravitationnelles serait en fait une aubaine pour les perspectives de vie, car cela impliquerait plus de flux de chaleur de l'intérieur de la lune.

Traverser la glace

Mais pour finalement retrouver la vie sur Europe, nous devons passer sous la glace en mettant un jour un atterrisseur à la surface, transportant potentiellement un sous-marin. Même si Europa Clipper et JUICE identifient les endroits où la glace est la plus fine, ce sera difficile.

Europe est proche de Jupiter, ce qui signifie que les vaisseaux spatiaux ont besoin de beaucoup de carburant pour modifier suffisamment leur vitesse pour pouvoir sortir du champ de gravité massif de la planète et entrer en orbite autour de la lune. JUS, En réalité, deviendra le premier vaisseau spatial à effectuer cette manœuvre à Ganymède, l'une des autres lunes de Jupiter, et il en utilisera 3, 000 kg de carburant pour le faire sur le même trajet.

Il y a aussi d'énormes quantités de radiations nocives à Jupiter, ce qui peut endommager les engins spatiaux à long terme. Europa Clipper restera donc sur de longues orbites en boucle autour de Jupiter, le retirer à plusieurs reprises du champ de rayonnement. Il étudiera Europe en effectuant à la place des survols de la lune.

Le manque d'atmosphère substantielle à Europa pose un autre problème. Cela signifie que nous ne pouvons pas ralentir un atterrisseur avec des boucliers thermiques et des parachutes. Tout doit être fait avec des fusées, nécessitant encore plus de carburant. L'absence d'atmosphère offre également peu de protection contre les radiations lorsque l'atterrisseur est à la surface.

Même si un vaisseau spatial survit à un atterrissage, il y a la question de la glace elle-même. À l'aide d'une perceuse mécanique pour percer de nombreux kilomètres de glace ultra-froide, qui est aussi dur que le granit, est peu probable. Au lieu de cela, des moyens plus exotiques de traverser sont envisagés, comme l'utilisation de lasers ou de la chaleur d'un réacteur nucléaire pour fondre à travers la glace.

Une autre considération est qu'Europe, actuellement, est un environnement vierge. Cela signifie que ces tâches complexes doivent être effectuées sans contaminer par inadvertance l'océan avec des polluants provenant du vaisseau spatial, ou tout microbe terrestre qui aurait pu faire du stop.

Mais d'une manière ou d'une autre, nous allons y arriver. Le dernier défi pourrait alors être de s'assurer que le vaisseau spatial ou le sous-marin, ayant enfin atteint l'océan, ne se fait pas manger par quelque chose qui nage dans les profondeurs.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.