La sonde Juno sous l’emprise de Jupiter - Cité de l'Espace

La sonde Juno sous l’emprise de Jupiter

Juno - Jupiter - NASA

Lancée en août 2011, Juno est depuis la fin du mois de mai sous l’influence dominante du champ gravitationnel de Jupiter. Le 4 juillet, la sonde de la NASA accomplira une manœuvre afin de se placer sur orbite autour de la géante gazeuse.

Jupiter est la plus grande planète du Système solaire. Son diamètre est 11 fois plus grand que celui de la Terre et la géante gazeuse est 318 fois plus massive que la planète sur laquelle nous vivons. Fascinante, souvent présentée comme une étoile qui a échoué à s’allumer (il faudrait cependant qu’elle soit bien plus massive), Jupiter est le siège d’une haute atmosphère extrêmement active avec des vents de 400 km/h. Grâce à Juno lancée en août 2011, l’agence américaine compte initier une nouvelle ère dans l’étude de cette planète indispensable pour comprendre notre Système solaire. Jupiter est aussi une sorte de laboratoire de physique extrême avec notamment un champ magnétique très puissant et un noyau dont la température dépasserait les 14 000 °C.

Jupiter et ses 4 lunes galiléennes vue par la sonde Juno le 21 juin 2016 à 10,9 millions de km de distance. Crédit : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS (traduction : Cité de l'espace)

Jupiter et ses 4 lunes galiléennes vue par la sonde Juno le 21 juin 2016 à 10,9 millions de km de distance. Crédit : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS (traduction : Cité de l’espace)

Juno, un satellite artificiel de Jupiter

En raison de l’intérêt qu’elle présente, Jupiter a été plusieurs fois survolée par des sondes spatiales. On en dénombre en tout 7 : Pioneer 10 (survol en 1973), Pioneer 11 (1974), Voyager 1 et Voyager 2 (1979), Ulysses (1992 et 2004), Cassini (2000) et New Horizons (2007). Galileo fut longtemps la seule sonde conçue pour orbiter autour de la géante, ce qu’elle fit de 1995 à 2002, nous transmettant de nombreuses données et images. Juno reprend le même principe, à savoir devenir un satellite artificiel de Jupiter afin de l’étudier au mieux.

Jupiter - Io - Cassini

Jupiter photographiée par la sonde Cassini en l’an 2000 alors qu’elle voguait vers Saturne. À droite, la lune Io qui projette son ombre sur Jupiter. À gauche, la Grande Tache Rouge, énorme anticyclone plus grand que la Terre et siège de vents de plusieurs centaines de km/h.
Crédit : NASA/JPL/University of Arizona

La mission de Juno est toutefois différente de Galileo. Galileo était en quelque sorte une sonde «généraliste», pensée pour scruter le système jovien dans sa globalité, soit la planète mais aussi ses lunes et plus particulièrement les 4 plus grandes (Io, Europe, Ganymede et Callisto) dites galiléennes car découvertes par l’astronome italien Galilée en 1610. Juno en revanche est plus spécialisée, essentiellement tournée vers Jupiter elle-même, sa composition, son champ gravitationnel (avec la possibilité de tester une fois de plus la théorie de la relativité d’Einstein) et son intense champ magnétique qu’on espère caractériser en 3 dimensions afin d’en tirer des enseignements susceptibles de faire avancer la science fondamentale (on retrouve ici l’aspect «laboratoire de physique extrême» évoqué plus haut).

Jupiter - Juno - NASA

Image d’artiste montrant Juno survolant le pôle Nord de Jupiter. Satellite artificiel de la géante gazeuse, la sonde passera au plus près à 5000 km de la haute atmosphère de cette planète.
Crédit : NASA/JPL-Caltech

La vidéo NASA ci-dessous présente les objectifs scientifiques de Juno. Il y est aussi expliqué que le nom de la sonde a été choisi car il s’agit de celui de la déesse qui était la sœur et l’épouse de Jupiter, capable de voir au travers des nuages dont s’entourait parfois son frère et époux et ainsi scruter sa véritable nature. Une allégorie somme toute bien trouvée !

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Rendez-vous le 4 juillet

Après 5 ans de voyage, Juno approche de son but. Après avoir quitté la Terre le 5 août 2011, elle est repassée à proximité de notre planète, profitant d’un effet de fronde gravitationnelle pour se diriger vers Jupiter. Depuis la fin du mois de mai, la NASA a indiqué que la sonde était désormais majoritairement soumise à l’influence gravitationnelle de la géante gazeuse. La vidéo NASA ci-dessous résume le voyage de Juno.

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Le 4 juillet, la sonde va mettre à feu son propulseur principal pour «freiner», perdant alors suffisamment de vitesse pour devenir prisonnière du champ gravitationnel de Jupiter. On saura si la manœuvre a réussi le matin du 5 juillet en heure française. Mais juste la veille, la Cité de l’espace de Toulouse propose une «Soirée Jupiter» afin de faire le point avec des scientifiques et aussi regarder Jupiter avec des télescopes.
Vous pouvez aussi regarder une partie de cette soirée en direct vidéo dans la fenêtre ci-dessous (début à 20h30 le 4 juillet).

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Une fois la mise sur orbite réalisée, il est prévu que Juno accomplisse 37 tours de Jupiter, passant jusqu’à seulement 5000 km de distance de sa haute atmosphère. Chaque orbite durera 14 jours. De fait, la sonde subira d’intenses radiations en raison du champ magnétique de la géante gazeuse et il a fallu «blinder» les électroniques de bord pour qu’elles survivent à ce dur traitement. Juno est aussi la première sonde spatiale qui va étudier Jupiter en utilisant des panneaux solaires pour son alimentation électrique. Toutes les autres sondes étaient équipées de ce qu’on appelle un RTG (radioisotope thermoelectric generator) où du plutonium radioactif fournit de la chaleur qui est convertie en électricité via un thermocouple. Le procédé est peu efficace (moins de 10 % de la chaleur est ainsi convertie en électricité), mais extrêmement fiable (pas de pièces mobiles) et fonctionne plusieurs décennies. Loin du Soleil, Juno est en conséquence dotée de 3 larges panneaux solaires qui lui donnent une allure de moulin. Aux objectifs scientifiques ambitieux s’ajoutent donc aussi des défis technologiques.

Juno - Jupiter - NASA

Juno est flanquée de 3 grands panneaux solaires de 8,9 m de long pour 2,7 m de large (illustration). Leur taille imposante vise bien évidemment à compenser le fait que la sonde sera très loin du Soleil, environ 5 fois plus loin que la Terre lorsqu’elle évoluera autour de Jupiter. Il fourniront ainsi 486 Watts alors que sur notre planète ils produiraient jusqu’à 14000 Watts !
Crédit : NASA/JPL-Caltech