L'essentiel en cinq minutes
Europa Clipper est une sonde de la NASA conçue pour étudier Europe, une lune de Jupiter recouverte de glace. Elle a été lancée le 14 octobre 2024 et doit atteindre Jupiter en avril 2030. De là, elle décrira des boucles autour de la planète géante et frôlera Europe environ 49 fois, pour mesurer la glace, la surface et l'océan salé que les scientifiques pensent présent en dessous. C'est une étape de notre guide sur les lunes de Jupiter.
Le point clé, c'est la question posée par la mission. Europa Clipper ne se pose pas et ne part pas à la chasse aux êtres vivants. Sa question est plus étroite : Europe possède-t-elle ce dont la vie aurait besoin ? C'est-à-dire de l'eau liquide, des briques chimiques et une source d'énergie, réunies au même endroit. Les scientifiques parlent d'habitabilité, et c'est le fil conducteur de chaque instrument à bord.
Pourquoi Europe ?
Europe est un peu plus petite que la Lune, avec environ 3 120 km de diamètre, et fait le tour de Jupiter en trois jours et demi environ. Sa surface est faite de glace d'eau, avec très peu de cratères, et traversée de longues fissures et crêtes. Peu de cratères signifie une surface jeune à l'échelle planétaire : quelque chose la remodèle donc encore.
L'idée d'un océan repose sur plusieurs indices. Les images de Voyager, en 1979, ont montré cette glace fracturée. Dans les années 1990 et au début des années 2000, la sonde Galileo a mesuré la façon dont le champ magnétique de Jupiter est perturbé près d'Europe, un schéma que l'on explique le plus simplement par une couche d'eau salée sous la glace. Les estimations situent cet océan à une profondeur d'environ 60 à 150 km, avec plus d'eau que l'ensemble des océans de la Terre, sous une croûte de glace épaisse peut-être de 15 à 25 km. Ce sont des estimations, et les mesurer correctement est l'une des tâches principales de Clipper. Pour en savoir plus sur la lune elle-même, voir Europe (lune).
Autre indice : la flexion de marée. L'orbite d'Europe est légèrement ovale, si bien que l'attraction de Jupiter augmente et diminue à chaque tour. La lune s'étire et se détend un peu à chaque fois, comme un trombone qui chauffe quand on le plie dans les deux sens. Cette flexion peut produire de la chaleur à l'intérieur d'Europe, ce qui pourrait garder l'eau liquide alors que la surface, loin du Soleil, avoisine −160 °C.
La sonde et ses instruments
Europa Clipper est la plus grande sonde que la NASA ait construite pour une mission planétaire. Avec ses réservoirs pleins, elle pèse environ six tonnes, et ses panneaux solaires, entièrement déployés, s'étendent à peu près sur la largeur d'un terrain de basket. Ils doivent être aussi grands parce que la lumière du Soleil est environ 25 fois plus faible à la distance de Jupiter que sur Terre.
Neuf instruments scientifiques, auxquels s'ajoutent des mesures radio de la gravité d'Europe, travaillent en équipe :
- Caméras (EIS) cartographient la surface et cherchent des fissures, des crêtes et des signes de changements récents.
- Spectromètre infrarouge (MISE) lit la chimie de la surface, notamment les sels et les composés organiques.
- Imageur thermique (E-THEMIS) repère des zones chaudes qui pourraient trahir une activité récente.
- Spectrographe ultraviolet (Europa-UVS) recherche de faibles panaches et étudie la mince atmosphère.
- Radar pénétrant la glace (REASON) sonde la croûte à la recherche de couches, de poches d'eau et du sommet de l'océan.
- Magnétomètre (ECM) et capteur de plasma (PIMS) mesurent la réponse magnétique qui révèle la profondeur et la salinité de l'océan.
- Analyseur de poussières (SUDA) et spectromètre de masse (MASPEX) prélèvent les grains et le gaz autour d'Europe et en lisent la composition.
Aucun instrument ne peut trancher seul les grandes questions. Le radar pourrait repérer une poche d'eau dans la croûte, l'imageur thermique montrer une zone chaude au même endroit, et la caméra révéler l'aspect de la surface à cet endroit. Quand plusieurs instruments concordent sur un même lieu, les scientifiques peuvent se fier bien davantage au résultat qu'à une mesure isolée. C'est pourquoi les survols sont planifiés de manière à observer les mêmes régions plusieurs fois, avec différents outils, sous différents éclairages.
Les radiations de Jupiter sont redoutables : l'électronique est donc logée dans un coffre métallique blindé. La sonde emporte aussi une plaque gravée du poème « In Praise of Mystery: A Poem for Europa » d'Ada Limón, ainsi que des noms envoyés par le public.
Le long chemin vers Jupiter
Jupiter est trop loin pour un vol direct avec une sonde aussi lourde : Clipper emprunte donc de l'énergie aux planètes. Après son lancement par une Falcon Heavy de SpaceX depuis la Floride, elle a survolé Mars le 1er mars 2025. Elle revient près de la Terre pour une seconde assistance gravitationnelle en décembre 2026, et cette manœuvre l'envoie vers Jupiter, pour un voyage d'environ 2,9 milliards de km au total.
Une fois sur place, elle ne se met pas en orbite autour d'Europe. Les radiations près de la lune useraient vite un orbiteur : Clipper décrit donc de longues boucles autour de Jupiter et plonge vers Europe encore et encore. Sur environ quatre ans, quelque 49 passages rapprochés, jusqu'à 25 km seulement au-dessus de la glace, couvriront chacun une bande différente de la surface. Ensemble, ils composent une carte lente et patiente.
Entre deux survols, la sonde attend dans les parties plus calmes de sa boucle et envoie ses données stockées vers la Terre. Chaque passage ne dure que peu de temps : une grande partie du temps sert donc à renvoyer les résultats plutôt qu'à les recueillir. Ce rythme lent, qui consiste à foncer, observer de près puis s'éloigner, est un compromis voulu : on renonce à une surveillance continue en échange d'une durée de vie plus longue.
La science établie
Voici ce qui est bien établi. Europe est un monde recouvert de glace. La gravité de Jupiter la déforme au fil de son orbite, ce qui peut créer de la chaleur à l'intérieur. Les données magnétiques appuient l'existence d'un océan salé. Et en 2023, le télescope spatial James Webb a détecté du dioxyde de carbone dans une région appelée Tara Regio, qui pourrait venir des profondeurs.
Voici ce qui reste de la spéculation. La croûte de glace renferme-t-elle des poches d'eau près de la surface ? Des panaches de vapeur jaillissent-ils des fissures ? Hubble en a laissé entrevoir plus d'une fois, mais les preuves sont débattues. Le fond marin possède-t-il des sources hydrothermales comme celles des fonds océaniques terrestres ? Et surtout, quelque chose y vit-il ? Clipper ne peut pas répondre à cette dernière question. Elle peut nous dire si les conditions sont réunies et quels endroits conviendraient à un futur atterrisseur, bien qu'aucun ne soit actuellement approuvé. La sonde européenne JUICE, lancée en 2023, étudiera elle aussi le système de Jupiter, surtout Ganymède, et doit arriver en 2031.
Il est aussi utile de savoir comment les scientifiques jugeront les résultats. Découvrir de l'eau salée près de la surface serait passionnant, mais ce ne serait pas une preuve de vie ; cela augmenterait seulement les chances qu'Europe soit un bon endroit où chercher. Découvrir que la glace est très épaisse et isolée de l'océan les diminuerait. Les deux résultats seraient de vraies réponses, et orienteraient les choix de la NASA et des autres agences spatiales.
Europe dans la fiction
Europe inspire depuis longtemps les histoires. Dans le roman d'Arthur C. Clarke 2010 : Odyssée deux (1982), c'est le seul monde que les humains reçoivent l'ordre de laisser tranquille, car quelque chose s'y développe. Le film Europa Report (2013) imagine un voyage habité jusqu'à l'océan. Le vrai Clipper est plus discret : un robot, sans équipage, sans extraterrestres au programme. Pourtant, la question derrière la fiction, y a-t-il de la vie sous cette glace, est ce qui donne tout son attrait à la mission.
Idées reçues
- « Elle va se poser sur Europe. » Non. Elle survole la lune sans jamais toucher la surface.
- « Elle va chercher des extraterrestres. » Elle n'emporte aucune expérience de détection de la vie. Elle vérifie si les conditions de la vie existent.
- « Elle orbite autour d'Europe. » Elle orbite autour de Jupiter et effectue des survols répétés, pour limiter les dégâts dus aux radiations.
- « L'océan et les panaches sont prouvés. » L'océan est fortement étayé, mais n'a jamais été échantillonné directement. Les panaches restent incertains.
À lire ensuite
- Les lunes de Jupiter : le point d'entrée pour Io, Europe, Ganymède et Callisto.
- Europe (lune) : ce que l'on sait du monde que visite Clipper.
- Jupiter : les faits : la planète géante dont la gravité et les radiations façonnent toute la mission.
