Quel est le fait le plus intéressant que vous connaissiez sur Uranus ? Le fait que son axe de rotation soit complètement décalé par rapport à toutes les autres planètes du système solaire ? Ou que la magnétosphère d'Uranus est asymétrique, notamment incliné par rapport à son axe de rotation, et significativement décalé du centre de la planète ? Ou que ses lunes portent toutes le nom de personnages de Shakespeare ou d'Alexander Pope ?

Tous ces faits (à l'exception des références littéraires) proviennent d'un ensemble de données très limité. Certaines des meilleures données ont été recueillies lors d'un survol de Voyager 2 en 1986. Depuis lors, les seules nouvelles données proviennent de télescopes terrestres. Alors qu'ils n'ont cessé d'augmenter en résolution, ils n'ont pu qu'effleurer la surface de ce qui pourrait se cacher dans le système entourant le géant de glace le plus proche. Avec un peu de chance, C'est sur le point de changer, en tant qu'équipe de scientifiques a publié un livre blanc préconisant une visite d'un nouveau vaisseau spatial de classe Flagship.

Le document a été dirigé par le Dr Richard Cartwright, chercheur à l'institut SETI, et le Dr Chloe B Beddingfield, un scientifique du SETI et du Ames Research Center de la NASA, qui a rassemblé plus de 100 co-auteurs à l'appui de l'article. L'article propose une mission de classe Flagship, mettant son prix global à plus d'un milliard de dollars. L'équipe suggère que la mission soit conçue et lancée au cours de la prochaine décennie afin d'utiliser une assistance gravitationnelle de Jupiter qui n'est disponible qu'une fois toutes les quelques décennies.

Cette assistance par gravité a deux avantages principaux. L'un est qu'il y parviendra plus rapidement, lui permettant de passer plus de temps à faire de la science avant que sa source d'énergie ne s'épuise. En outre, il amène potentiellement le vaisseau spatial au système uranien à temps pour voir un équinoxe dans le cadre d'une mission prolongée. La surveillance de cet événement très rare permettrait à l'équipe scientifique de capturer encore plus de données uniques qui ont été impossibles à collecter jusqu'à présent.

Ce n'est pas seulement la planète elle-même que l'équipe scientifique s'intéresse à surveiller, bien que. Beaucoup de lunes d'Uranus sont uniques et méritent elles-mêmes un examen plus approfondi. Voyager 2 a découvert 10 nouvelles lunes, et plus ont été découverts depuis, portant le total à 27, le troisième plus dans le système solaire.

Les lunes sont classées en trois groupes distincts :les cinq lunes classiques, dont Titania est le plus gros, les neuf lunes irrégulières, dont les orbites indiquent qu'ils pourraient être des objets capturés d'ailleurs dans le système solaire, et les 13 lunes intérieures ou annulaires qui résident principalement dans les anneaux d'Uranus.

Les lunes classiques sont probablement composées de roche et de glace d'eau, et ont le potentiel d'être des mondes océaniques, avec des océans souterrains sous une épaisse couche de glace. Ces océans souterrains peuvent provoquer une activité tectonique ou cryovolcanique sur les lunes classiques. Il y a des indications pour cela sur Miranda et Ariel, deux des lunes classiques dont les surfaces semblent avoir été modifiées dans un passé relativement récent (d'un point de vue géologique).

Les images actuelles de leurs surfaces sont de résolution relativement faible, et l'un des principaux objectifs de la mission proposée est de prendre des images à plus haute résolution des surfaces des lunes. Avec une résolution plus élevée vient une meilleure compréhension des caractéristiques géologiques de ces lunes, y compris le nombre de cratères, qui peut être utilisé comme indicateur de l'âge de la surface.

Si ces lunes ont des océans souterrains, ils seraient ajoutés à la liste des mondes intéressants pour les astrobiologistes. Cette liste comprend également des endroits comme Encelade, qui ressemble étrangement à Miranda, selon le Dr Cartwright. Mais ce n'est pas le seul endroit intéressant dans le système à regarder. Mab, l'une des lunes annulaires d'Uranus, orbite à l'intérieur d'un anneau diffus et poussiéreux qui pourrait être soutenu par de la matière éjectée du petit corps, qui pourrait également se retrouver sur les lunes voisines. De la même manière, les lunes extérieures Titania et Oberon pourraient être recouvertes de poussière provenant des satellites irréguliers éloignés d'Uranus. Ces sortes d'interactions dynamiques entre les différentes lunes d'Uranus pourraient être vérifiées par la mission proposée.

Afin de vérifier les interactions entre les lunes et de nombreuses autres subtilités du système planétaire, la mission devra disposer d'instruments avancés pour collecter toutes ces données. Le Dr Cartwright mentionne qu'il y en aura trois principaux :une caméra à lumière visible, un magnétomètre, et un spectromètre de cartographie proche infrarouge.

En plus de fournir des images impressionnantes du système planétaire pour la consommation sur Terre, la caméra à lumière visible peut être utilisée pour fournir des images à haute résolution des surfaces des objets, comme décrit ci-dessus. Il peut donner un aperçu de toute activité de surface récente, et cela fera partie intégrante de l'objectif de la mission étendue consistant à observer les changements saisonniers sur Uranus lui-même.

Le magnétomètre permettra aux scientifiques d'étudier de près les interactions entre les lunes et le champ magnétique unique d'Uranus. Un magnétomètre pourrait être utilisé pour rechercher des océans souterrains salés dans ces lunes en identifiant les champs magnétiques induits provenant de leur intérieur. Cette technique a été utilisée par le magnétomètre de Galilée pour rechercher des océans salés dans les grandes lunes de Jupiter. Le JPL a récemment développé un magnétomètre très sensible qui pourrait potentiellement être lancé sur cette mission.

Un spectromètre de cartographie dans le proche infrarouge est un instrument standard pour toute mission scientifique spatiale moderne et est essentiel pour comprendre quelles molécules sont présentes à la surface des lunes d'Uranus. En particulier, il pourrait caractériser la glace de dioxyde de carbone et les matériaux contenant de l'ammoniac, qui sont des molécules géologiquement à courte durée de vie qui ont été détectées sur certaines des lunes d'Uranus. L'étude de ces molécules permettrait de mieux comprendre le potentiel astrobiologique de ces satellites.

Lorsqu'on lui a demandé pourquoi envoyer une mission à ce géant de glace extérieur, avec son potentiel astrobiologique inconnu, pourrait être une meilleure utilisation de l'argent des contribuables américains que d'éventuelles missions vers d'autres candidats astrobiologiques prometteurs, Le Dr Cartwright souligne deux raisons principales.

D'abord, il y a si peu de données sur Uranus en général, et la plupart de ces données ont été collectées à distance au cours des 30 dernières années. Une seule mission au système, avec l'intention d'orbiter, augmenterait de façon exponentielle notre compréhension de l'un des corps planétaires les moins étudiés du système solaire.

Seconde, le nombre de questions auxquelles vous pouvez répondre avec une seule mission d'orbiteur vers Uranus dépasse de loin les données recueillies lors d'un voyage vers une seule lune. Il y a 27 organismes connus à étudier dans le système, avec la planète elle-même, ses anneaux, et sa magnétosphère étrange, et peut-être y a-t-il encore plus de lunes à découvrir. Un seul orbiteur serait capable de collecter des données sur chacun d'eux.

Le Dr Cartwright s'empresse également de souligner que, dans le cadre de la dernière enquête décennale, une mission similaire au système Uranus s'est classée troisième en termes de priorité. Les deux missions qui l'attendent sont ce qui est devenu la mission Perseverance Mars Rover et la mission Europa Clipper, qui avancent tous les deux dans le développement. Avec le projet Uranus suivant en ligne, les espoirs de l'équipe sont grands que le concept sera repris comme la prochaine mission phare.

S'il est ramassé, l'équipe a un peu de temps pour atteindre la fenêtre requise pour utiliser l'assistance gravitationnelle de Jupiter entre 2030 et 2034. Avec l'aide de l'énorme géante gazeuse, la mission s'attendrait à arriver dans le système uranien entre le début et le milieu des années 2040. Cela donnera aux scientifiques de la mission beaucoup de temps pour rafraîchir leur Shakespeare, au cas où ils auraient la chance de nommer d'autres lunes.