🛰️ GIRO: cet instrument pourra cartographier l'intérieur de tout objet extraterrestre
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Le prototype de la sonde GIRO, imprimé en résine et recouvert d'une peinture conductrice afin d'émuler les performances de la version de vol qui sera imprimée en aluminium. Deux antennes patch sont visibles. L'instrument jaune est un niveau utilisé pour calibrer la géométrie du test d'antenne.
Le Gravity Imaging Radio Observer, ou GIRO, repose sur un principe bien connu en physique: l'effet Doppler. En analysant les minuscules décalages dans les signaux radio qu'il émet et reçoit, l'instrument peut détecter des irrégularités gravitationnelles. Ces dernières fournissent des informations sur la répartition des masses en profondeur, révélant potentiellement des noyaux denses, des cavités, ou même des océans souterrains.
Ce type d'observation ouvre de nouvelles perspectives pour l'étude des planètes, sans avoir besoin d'y atterrir ni de forer leur surface.
Par sa taille réduite et sa grande sensibilité, le GIRO pourrait être envoyé vers une large variété d'objets: astéroïdes, lunes glacées, planètes géantes. Une de ses cibles envisagées est la région encore mal connue des anneaux d'Uranus, où peu de sondes ont pu s'aventurer jusqu'ici.
Malgré ses atouts, le GIRO doit relever plusieurs épreuves. Sa consommation énergétique, notamment, limite son fonctionnement à environ dix jours dans les environnements les plus éloignés. La planification de l'orbite, pour obtenir des mesures utiles, est également un point clé de sa mise en œuvre.
Représentation conceptuelle de deux sondes GIRO déployées sur Encelade, montrant le système de déploiement, le lien radio bidirectionnel avec l'antenne à haut gain (HGA), et les caméras d'observation qui utiliseront les lumières de chaque sonde pour améliorer l'extraction de la signature gravitationnelle.
Les premiers tests en environnement contrôlé sont attendus prochainement. Si les résultats sont concluants, une intégration en mission réelle pourrait intervenir d'ici un à trois ans. D'ici là, les ingénieurs peaufinent les prototypes pour garantir leur robustesse et leur autonomie.
Comment fonctionne l'effet Doppler en astronomie ?
L'effet Doppler désigne la variation de fréquence d'une onde (sonore ou électromagnétique) lorsque la source et l'observateur sont en mouvement relatif. Dans l'espace, il est utilisé pour mesurer les vitesses d'étoiles, de galaxies ou encore détecter des exoplanètes.
Dans le cas du GIRO, les signaux radio émis par la sonde sont sensibles à la moindre variation du champ gravitationnel rencontré. Les changements détectés dans la fréquence révèlent alors des détails sur la structure interne du corps observé.
Ce principe est utilisé dans d'autres domaines comme la médecine (échographie Doppler) ou la météorologie (radars météo), preuve de son efficacité et de sa polyvalence.
Qu'est-ce que la cartographie gravitationnelle ?
La cartographie gravitationnelle consiste à mesurer les différences de gravité locale pour en déduire la répartition interne de la matière dans un objet céleste. Plus un secteur est dense, plus il génère une attraction forte.
Cette méthode permet par exemple de détecter des variations de densité dans les croûtes planétaires, ou encore d'estimer la composition d'un noyau. Elle s'avère particulièrement utile pour les mondes inaccessibles, par exemple recouverts de glace.
Les informations obtenues contribuent à reconstituer l'histoire géologique des planètes et à identifier des cibles intéressantes pour de futures missions robotiques ou humaines.