Tondeuse Europe, La prochaine mission phare de la NASA dans le système solaire externe, a franchi une étape importante, l'achèvement de sa revue critique de conception. Lors de l'examen, les experts ont examiné la conception détaillée du vaisseau spatial pour s'assurer qu'il est prêt à terminer la construction. La mission est maintenant en mesure de terminer la fabrication et les tests du matériel, et passer à l'assemblage et aux essais du vaisseau spatial et de sa charge utile d'instruments scientifiques sophistiqués.

Avec un océan global interne deux fois plus grand que les océans de la Terre réunis, La lune de Jupiter Europa porte le potentiel de conditions propices à la vie. Mais les températures glaciales et le martèlement ininterrompu de la surface par le rayonnement de Jupiter en font une cible difficile à explorer :les ingénieurs et les scientifiques de la mission doivent concevoir un vaisseau spatial suffisamment robuste pour résister au rayonnement mais suffisamment sensible pour rassembler la science nécessaire pour enquêter sur l'environnement d'Europe.

L'orbiteur Europa Clipper sillonnera Jupiter sur une trajectoire elliptique, plongeant près de la lune à chaque survol pour effectuer une reconnaissance détaillée. La science comprend la collecte de mesures de l'océan interne, cartographier la composition de la surface et sa géologie, et la chasse aux panaches de vapeur d'eau qui pourraient s'échapper de la croûte glacée.

Le développement de l'engin spatial avance bien, sur la base de l'examen approfondi que la NASA a récemment terminé. La revue de conception critique a approfondi les détails des plans de tous les instruments scientifiques - des caméras aux antennes - et des sous-systèmes de vol, y compris la propulsion, Puissance, avionique, et l'ordinateur de vol.

« Nous avons montré que la conception de notre système de projet est solide, ", a déclaré Jan Chodas, chef de projet d'Europa Clipper du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. "Nos plans pour terminer le développement et l'intégration des pièces individuelles tiennent ensemble, et le système dans son ensemble fonctionnera comme prévu pour rassembler les mesures scientifiques dont nous avons besoin pour explorer l'habitabilité potentielle d'Europe."

Matériel en chantier

Au-delà des plans détaillés, la mission a construit des prototypes et des modèles d'ingénierie pour tester le bon fonctionnement des instruments et des sous-systèmes d'ingénierie. Ensuite, il y a le matériel de vol lui-même. Une grande partie est déjà en cours de construction; les sous-systèmes et instruments d'ingénierie individuels ont obtenu leur propre examen de conception au cours de la dernière année et demie.

La plus frappante des caractéristiques d'Europa Clipper, ses éléments de signature, prennent forme. Près de 10 pieds (3 mètres) de diamètre, l'antenne à gain élevé en forme de disque, qui recevra des commandes de la Terre et retransmettra les données scientifiques, est dans sa phase finale d'assemblage. Et de loin le matériel le plus visible d'Europa Clipper - les énormes panneaux solaires qui se déploieront dans l'espace lointain comme des ailes - sont également en construction. Le vaisseau spatial, avec ses baies entièrement déployées, est plus large qu'un terrain de basket est long, s'étendant sur 100 pieds (30,5 mètres). Les baies couvriront plus de 960 pieds carrés (90 mètres carrés).

Ils seront attachés au module de propulsion en cours de construction par le Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) à Laurel, Maryland. Le noyau du module de propulsion se compose de deux cylindres empilés qui mesurent ensemble près de 3 mètres de haut et contiennent les réservoirs de propulsion et 16 moteurs de fusée qui propulseront Europa Clipper une fois qu'il aura quitté l'atmosphère terrestre.

Des techniciens du Goddard Space Flight Center de la NASA vérifient l'ajustement des cylindres du noyau du module de propulsion du vaisseau spatial Europa Clipper de la NASA le 15 octobre 2020.

Des techniciens du Goddard Space Flight Center de la NASA vérifient l'ajustement des cylindres du noyau du module de propulsion du vaisseau spatial Europa Clipper de la NASA le 15 octobre 2020. Les cylindres empilés contiennent les réservoirs de propulsion et les moteurs de fusée qui propulseront Europa Clipper une fois qu'il aura quitté l'atmosphère terrestre. Crédit :NASA/Barbara Lambert

Les cylindres géants incarnent l'effort de coopération nécessaire pour assembler un vaisseau spatial comme celui-ci. Ils ont été construits par APL et expédiés à JPL pour l'installation des tubes du système de redistribution de la chaleur, partie d'un système qui maintiendra le vaisseau spatial à contrôle thermique. Les cylindres ont ensuite été envoyés au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, pour l'installation du sous-système de propulsion. Il y a 400 connexions soudées, chacun d'eux radiographié pour le contrôle qualité, qui sont essentiels pour réussir l'installation du sous-système de propulsion.

APL construit également le module de télécommunications pour les communications radio avec la Terre et un moniteur de rayonnement pour évaluer la taille de l'explosion d'électrons qui frappe le vaisseau spatial lors de ses plus de 40 survols d'Europe.

Au JPL, la construction est en cours sur plusieurs éléments du système de vol, y compris la voûte protectrice qui protège le matériel électronique critique du rayonnement intense de Jupiter. JPL construit et teste également le sous-système avionique, qui comprend l'ordinateur de vol, le matériel de commutation et de distribution de puissance, le logiciel de vol nécessaire à la réalisation de la mission scientifique, et les outils du système au sol nécessaires pour piloter la mission. Un équipement de soutien au sol sera également en cours de construction qui sera utilisé pour assembler et tester les gros éléments de matériel de vol d'Europa Clipper.

"C'est une période très excitante pour l'équipe, voyant le fruit de leur travail qui sera en orbite autour de Jupiter dans quelques années, " a déclaré le chef de projet adjoint d'Europa Clipper Jordan Evans de JPL. " Même face au COVID-19, l'équipe tire à plein régime. En utilisant des protocoles de sécurité au travail, ils effectuent le travail nécessaire sur le matériel tandis que le reste de l'équipe fait son travail à la maison."

Une suite sophistiquée

Au fur et à mesure que ce travail avance, les chefs de projet continuent de planifier la science de la mission. Les instruments scientifiques du vaisseau spatial mesureront la profondeur de la croûte de glace, mesurer la profondeur de l'océan interne et son épaisseur et sa salinité, capturer des images couleur de la géologie de surface en détail, et analyser les panaches potentiels.

Les scientifiques s'intéressent particulièrement à ce qui compose la surface de la lune. Les preuves suggèrent que les matériaux exposés là-bas ont été mélangés à travers la croûte glacée et proviennent peut-être de l'océan en dessous. Europa Clipper étudiera également le champ de gravité de la lune, ce qui en dira plus aux scientifiques sur la façon dont la lune fléchit lorsque Jupiter tire dessus et sur la façon dont cette action pourrait potentiellement réchauffer l'océan interne.

« Nous faisons un travail qui, dans une décennie, changera notre perception de la diversité des mondes dans le système solaire extérieur et de l'endroit où la vie pourrait exister en ce moment, pas dans un passé lointain, " a déclaré Robert Pappalardo, scientifique du projet Europa Clipper, du JPL.

Mais plus un vaisseau spatial transporte d'instruments, plus ils interagissent et affectent potentiellement le fonctionnement de l'autre. À cette fin, a noté Pappalardo, "Nous veillons actuellement à ce que les instruments puissent tous fonctionner en même temps sans interférence électromagnétique."

La suite complète d'instruments subira des tests approfondis après leur arrivée au JPL en 2021. Début 2022 marque le début de l'assemblage, test, et lancer les opérations. Le compte à rebours est lancé.

" Moins d'un an avant que tous les assemblages matériels doivent apparaître au même endroit, " a déclaré Chodas. " Nous rassemblons toutes ces pièces pour commencer à construire le système de vol complet, puis testez le vaisseau spatial entièrement intégré et préparez-le à être lancé."

L'équipe est sur la bonne voie pour préparer Europa Clipper pour un lancement en 2024.

En savoir plus sur la mission

Des missions telles qu'Europa Clipper contribuent au domaine de l'astrobiologie, la recherche interdisciplinaire sur les variables et les conditions des mondes lointains qui pourraient abriter la vie telle que nous la connaissons. Bien qu'Europa Clipper ne soit pas une mission de détection de vie, il effectuera une reconnaissance détaillée d'Europe et étudiera si la lune glacée, avec son océan souterrain, a la capacité de supporter la vie. Comprendre l'habitabilité d'Europe aidera les scientifiques à mieux comprendre comment la vie s'est développée sur Terre et le potentiel de trouver de la vie au-delà de notre planète.