Cette installation d'essais au CERN, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire, a été utilisé pour simuler l'environnement à fort rayonnement entourant Jupiter pour préparer la mission JUICE de l'ESA sur la plus grande planète de notre système solaire.

Tout le matériel candidat destiné à être envoyé dans l'espace doit d'abord être testé contre les radiations :l'espace est criblé de particules chargées provenant du Soleil et plus loin dans le cosmos. Un accord avec le CERN donne accès aux faisceaux de rayonnement les plus intenses disponibles, à moins de voyager en orbite.

Test initial des composants candidats pour l'explorateur de lunes JUpiter ICy de l'ESA, JUS, a eu lieu l'année dernière à l'aide de l'installation VESPER (Very energy Electron facility for Space Planetary Exploration missions in rude Radiative Environments) du CERN.

La ligne de faisceau d'électrons à haute énergie de VESPER a simulé des conditions dans le champ magnétique massif de Jupiter, qui a un volume un million de fois plus grand que la propre magnétosphère de la Terre, piégeant des particules chargées hautement énergétiques à l'intérieur pour former des ceintures de rayonnement intense.

En raison du lancement en 2022, JUICE doit endurer cet environnement de rayonnement rigoureux afin d'explorer Callisto, Europe et Ganymède - les lunes de Jupiter théorisées pour cacher les océans d'eau liquide sous leurs surfaces glacées. JUICE est construit par Airbus pour l'ESA, avec la construction de son modèle de vol de vaisseau spatial qui doit commencer le mois prochain.

Le mois dernier, l'ESA et le CERN ont signé un nouveau protocole de mise en œuvre, en s'appuyant sur leurs liens de coopération existants.

Signé par Franco Ongaro, directeur de la technologie de l'ESA, Ingénierie et Qualité, et Eckhard Elsen, Directeur de la recherche et de l'informatique du CERN, ce nouvel accord identifie sept projets spécifiques hautement prioritaires :tests d'électrons à haute énergie; tests d'ions lourds à haute pénétration; évaluation de composants et de modules commerciaux disponibles sur le marché ; démonstration de technologie en orbite; composants et modules « dur aux rayonnements » et « résistants aux rayonnements » ; moniteurs de détecteurs de rayonnement; et des dosimètres et des outils de simulation pour les effets des rayonnements.

"L'environnement radiatif avec lequel le CERN travaille dans ses tunnels et ses zones d'expérimentation est très proche de ce que nous avons dans l'espace, " explique Véronique Ferlet-Cavrois, Responsable des systèmes électriques de l'ESA, Division EMC et environnement spatial.

"La physique sous-jacente de l'interaction entre les particules et les composants est la même, il est donc logique de partager la connaissance des composants, règles de conception et outils de simulation. De plus, l'accès aux installations du CERN nous permet de simuler le type d'électrons de haute énergie et de rayons cosmiques trouvés dans l'espace. Dans le même temps, nous collaborons sur le vol de composants développés par le CERN pour les tests dans l'espace."

Petteri Nieminen, titre de la section Environnements et effets spatiaux de l'ESA ajoute :"Avec JUICE, Les tests de rayonnement à haute énergie du CERN seront également utiles pour notre proposition de mission Ice Giants vers Neptune et Uranus. Le vaisseau spatial devra peut-être traverser le vaste champ magnétique de Jupiter sur le chemin de ces planètes extérieures, et les deux mondes ont leurs propres ceintures de radiations.

"Et la possibilité de simuler les rayons cosmiques profite à un grand nombre de missions, en particulier ceux qui s'aventurent au-delà de l'orbite terrestre, y compris Athena et LISA ainsi que JUICE. L'étude des effets radiobiologiques des rayons cosmiques des ions lourds sur l'ADN des astronautes présente également un grand intérêt pour les vols spatiaux humains et l'exploration. Sans oublier que les simulations de rayonnement développées en collaboration avec le CERN aident à définir les spécifications de l'environnement spatial pour toutes les missions de l'ESA."