Le pôle sud de Jupiter a un nouveau cyclone. La découverte de la gigantesque tempête jovienne a eu lieu le 3 novembre 2019, lors du dernier survol de la collecte de données de Jupiter par le vaisseau spatial Juno de la NASA. C'était le 22e survol au cours duquel le vaisseau spatial à énergie solaire a collecté des données scientifiques sur la géante gazeuse, envolée seulement 2, 175 milles (3, 500 kilomètres) au-dessus de ses sommets nuageux. Le survol a également marqué une victoire pour l'équipe de mission, dont les mesures innovantes ont gardé le vaisseau spatial à énergie solaire à l'écart de ce qui aurait pu être une éclipse de fin de mission.

"La combinaison de la créativité et de la pensée analytique a une fois de plus porté ses fruits pour la NASA, " a déclaré Scott Bolton, Chercheur principal Juno du Southwest Research Institute de San Antonio. "Nous avons réalisé que l'orbite allait emporter Junon dans l'ombre de Jupiter, ce qui pourrait avoir de graves conséquences parce que nous sommes alimentés à l'énergie solaire. Pas de soleil signifie pas de puissance, il y avait donc un risque réel que nous mourions de froid. Alors que l'équipe essayait de comprendre comment économiser l'énergie et garder notre cœur chauffé, les ingénieurs ont trouvé une toute nouvelle façon de résoudre le problème :l'ombre de Jump Jupiter. Ce n'était rien de moins qu'un coup de génie de la navigation. Et voilà, première chose hors de la porte de l'autre côté, nous faisons une autre découverte fondamentale."

Lorsque Juno est arrivé pour la première fois sur Jupiter en juillet 2016, ses caméras infrarouges et à lumière visible ont découvert des cyclones géants encerclant les pôles de la planète, neuf au nord et six au sud. Étaient-ils, comme leurs frères et sœurs terrestres, un phénomène transitoire, ne prenant que des semaines pour se développer puis refluer ? Ou ces cyclones pourraient-ils, chacun presque aussi large que les États-Unis continentaux, être des appareils plus permanents?

A chaque survol, les données ont renforcé l'idée que cinq tempêtes de vent tournoyaient en pentagone autour d'une tempête centrale au pôle sud et que le système semblait stable. Aucune des six tempêtes n'a montré de signe de céder pour permettre à d'autres cyclones de se joindre à nous.

"Il semblait presque que les cyclones polaires faisaient partie d'un club privé qui semblait résister aux nouveaux membres, " dit Bolton.

Puis, lors du 22e laissez-passer scientifique de Juno, un nouveau, un plus petit cyclone s'est réveillé et a rejoint la mêlée.

La vie d'un jeune cyclone

"Les données de l'instrument Jovian Infrared Auroral Mapper [JIRAM] de Juno indiquent que nous sommes passés d'un pentagone de cyclones entourant un au centre à un arrangement hexagonal, " a déclaré Alessandro Mura, co-chercheur Juno à l'Institut national d'astrophysique de Rome. "Ce nouvel ajout est plus petit que ses six frères cycloniques plus établis :il fait à peu près la taille du Texas. Peut-être que les données JIRAM des futurs survols montreront que le cyclone atteindra la même taille que ses voisins."

Sonder la couche météorologique jusqu'à 30 à 45 miles (50 à 70 kilomètres) sous les sommets des nuages ​​de Jupiter, JIRAM capture la lumière infrarouge émergeant des profondeurs de Jupiter. Ses données indiquent des vitesses de vent du nouveau cyclone en moyenne à 225 mph (362 km/h) - comparables à la vitesse trouvée dans ses six collègues polaires plus établis.

La JunoCam du vaisseau spatial a également obtenu des images en lumière visible du nouveau cyclone. Les deux ensembles de données mettent en lumière les processus atmosphériques non seulement de Jupiter, mais aussi des autres géantes gazeuses Saturne, Uranus et Neptune ainsi que ceux des exoplanètes géantes en cours de découverte; ils ont même mis en lumière les processus atmosphériques des cyclones terrestres.

"Ces cyclones sont de nouveaux phénomènes météorologiques qui n'ont jamais été vus ou prédits auparavant, " dit Cheng Li, un scientifique Juno de l'Université de Californie, Berkeley. "La nature révèle une nouvelle physique concernant les mouvements des fluides et le fonctionnement des atmosphères des planètes géantes. Nous commençons à le comprendre grâce à des observations et des simulations informatiques. Les futurs survols de Juno nous aideront à affiner davantage notre compréhension en révélant comment les cyclones évoluent au fil du temps. "

Saut d'ombre

Bien sûr, le nouveau cyclone n'aurait jamais été découvert si Juno était mort de froid pendant l'éclipse lorsque Jupiter s'est placé entre le vaisseau spatial et les rayons de chaleur et de lumière du Soleil.

Juno navigue dans l'espace lointain depuis 2011. Il est entré dans une orbite initiale de 53 jours autour de Jupiter le 4 juillet. 2016. À l'origine, la mission prévoyait de réduire la taille de son orbite quelques mois plus tard pour raccourcir la période entre les survols scientifiques de la géante gazeuse à tous les 14 jours. Mais l'équipe du projet a recommandé à la NASA de renoncer à la combustion du moteur principal en raison de préoccupations concernant le système d'alimentation en carburant de l'engin spatial. L'orbite de 53 jours de Juno fournit toute la science comme prévu initialement; cela prend juste plus de temps pour le faire. La durée de vie plus longue de Junon à Jupiter est ce qui a conduit à la nécessité d'éviter l'ombre de Jupiter.

"Depuis le jour où nous sommes entrés en orbite autour de Jupiter, nous avons veillé à ce qu'il reste baigné de soleil 24h/24 et 7j/7, " a déclaré Steve Levin, Scientifique du projet Juno au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie. "Nos navigateurs et ingénieurs nous ont dit qu'un jour de jugement arrivait, quand nous allions dans l'ombre de Jupiter pendant environ 12 heures. Nous savions que pendant une si longue période sans électricité, notre vaisseau spatial subirait le même sort que le rover Opportunity, quand le ciel de Mars s'est rempli de poussière et a empêché les rayons du Soleil d'atteindre ses panneaux solaires."

Sans les rayons du soleil fournissant de l'énergie, Juno serait refroidi en dessous des niveaux testés, vidant finalement ses cellules de batterie au-delà de la récupération. L'équipe de navigation a donc conçu un plan pour "sauter l'ombre, " en manœuvrant le vaisseau spatial juste assez pour que sa trajectoire rate l'éclipse.

"Dans l'espace lointain, vous êtes soit au soleil, soit à l'abri du soleil ; il n'y a vraiment pas d'entre-deux, " dit Levine.

Les navigateurs ont calculé que si Juno effectuait un brûlage de fusée des semaines avant le 3 novembre, alors que le vaisseau spatial était aussi loin que possible de son orbite autour de Jupiter, ils pourraient modifier suffisamment sa trajectoire pour faire glisser l'éclipse. La manœuvre utiliserait le système de contrôle de réaction du vaisseau spatial, qui n'était pas initialement destiné à être utilisé pour une manœuvre de cette taille et de cette durée.

Le 30 septembre, à 19h46 HAE (16 h 46 HAP), la combustion du système de contrôle de la réaction a commencé. Il s'est terminé 10 heures et demie plus tard. La manœuvre de propulsion, cinq fois plus longue que toute utilisation précédente de ce système, a modifié la vitesse orbitale de Juno de 126 mph (203 km/h) et a consommé environ 160 livres (73 kilogrammes) de carburant. Trente-quatre jours plus tard, les panneaux solaires du vaisseau spatial ont continué à convertir la lumière du soleil en électrons sans relâche alors que Juno se préparait à crier une fois de plus au-dessus des sommets des nuages ​​de Jupiter.

"Merci à nos navigateurs et ingénieurs, nous avons encore une mission, " a déclaré Bolton. " Ce qu'ils ont fait, c'est plus que simplement rendre notre découverte du cyclone possible; ils ont rendu possible les nouvelles idées et révélations sur Jupiter qui nous attendent."