Exploration de Jupiter - Définition
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Introduction
L'exploration de Jupiter est le résultat des missions de vaisseaux spatiaux automatisés ayant visité la planète depuis 1973. La plupart des missions consistent en un survol de la planète. En 2007, la sonde Galileo est le seul engin à avoir orbité Jupiter. Une mission qui atterrirait sur Jupiter n'est pas possible, vu que les modèles physiques de la planète indiquent qu'elle ne possède pas de surface, bien que son noyau soit probablement rocheux.
Coût
Le coût de l'exploration spatiale en termes d'énergie nécessaire est donné en tant que différence de vitesse requise, ou delta-V. À partir de la Terre, un voyage jusqu'à Jupiter nécessite un delta-V de 9,2 km/s, ce qui est comparable au 9,7 km/s delta-V nécessaires afin de rejoindre l'orbite terrestre. Ce qui réduit le coût pour Jupiter est que le fait de survoler de près d'autres planètes procure un appui gravitationnel à la propulsion. Ceci réduit l'énergie nécessaire mais augmente la durée de vol.
Missions futures
La NASA étudie Juno, une mission d'étude détaillée de Jupiter selon une orbite polaire, qui pourrait être lancée d'ici 2011.
À cause de la possibilité d'un océan liquide sur Europe, les lunes glacées de Jupiter ont éveillé un grand intérêt. Une mission fut proposée par la NASA pour les étudier tout spécialement. Le JIMO (Jupiter Icy Moons Orbiter) devait être lancé en 2015, mais la mission fut estimée trop ambitieuse et son financement fut annulé.
Missions
Survols
À partir de 1973, plusieurs sondes spatiales ont effectué des manœuvres de survols qui les ont placées à portée d'observation de Jupiter.
| Sonde | Date | Distance (km) |
|---|---|---|
| Pioneer 10 | 3 décembre 1973 | 130 000 |
| Pioneer 11 | 4 décembre 1974 | 34 000 |
| Voyager 1 | 5 mars 1979 | 349 000 |
| Voyager 2 | 9 juillet 1979 | 570 000 |
| Ulysses | Février 1992 | 409 000 |
| Février 2004 | 240 000 000 | |
| Cassini | 30 décembre 2000 | 10 000 000 |
| New Horizons | 28 février 2007 | 2 304 535 |
Pioneer
Les missions Pioneer 10 et Pioneer 11 obtinrent les premières images rapprochées de l'atmosphère de Jupiter et de plusieurs de ses lunes. Elles décrivirent que les champs électromagnétiques dans l'entourage de la planète étaient plus importants qu'attendus, mais les deux sondes y survécurent sans dommage. Les trajectoires des engins permirent d'affiner les estimations de masse du système jovien. Les occultations de leur signaux radios par la planète géante conduisirent à de meilleures mesures du diamètre et de l'aplatissement polaire.
Voyager
Six ans plus tard, les missions Voyager améliorèrent les connaissances des lunes galiléennes et découvrirent les anneaux de Jupiter. Leurs observations ont plus d'une fois mis en question les théories planétologiques au cours d'une épopée spatiale d'une durée exceptionnelle et qui se poursuit vers l'espace interstellaire. À elles deux, ces sondes lancées dans une relative discrétion présentent un palmarès unique : l'exploration du voisinage de Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et 48 de leurs lunes. Elles prirent les premières images détaillées de l'atmosphère et confirmèrent que la grande tache rouge était d'origine anticyclonique (une comparaison d'images indiqua que sa couleur avait changé depuis les missions Pioneer).
Un tore d'atomes ionisés fut découvert le long de l'orbite de Io et des volcans furent observés à sa surface. Alors que les engins passèrent derrière la planète, ils observèrent des flashs lumineux dans l'atmosphère.
Ulysses
La mission suivante, la sonde spatiale Ulysses, effectua une manœuvre de survol en 1992 afin d'atteindre une orbite polaire autour du Soleil et effectua alors des études de la magnétosphère de Jupiter. Aucune photographie ne fut prise, la sonde ne possédant aucune caméra. Un second survol nettement plus lointain se produisit en 2004.
Cassini
En 2000, la sonde Cassini, en route pour Saturne, survola Jupiter et pris des images en haute résolution de la planète. Le 19 décembre 2000, elle prit une image de faible résolution d'Himalia, trop loin cependant pour observer des détails de la surface.
New Horizons
La sonde New Horizons, en route pour Pluton, survola Jupiter pour une manœuvre d'assistance gravitationnelle. L'approche minimale s'effectua le 28 février 2007. Le système jovien fut imagé à partir du 4 septembre 2006 ; les instruments de la sonde affinèrent les éléments orbitaux des lunes internes de Jupiter, particulièrement Amalthée. Les caméras de New Horizons photographièrent des dégagements de plasma par les volcans de Io et plus généralement des détails des lunes galiléennes.
Galileo
Jusqu'au moins mai 2007, la sonde Galileo est le seul engin à avoir orbité Jupiter. Galileo entra en orbite autour de la planète le 7 décembre 1995, pour une mission d'exploration de près de 8 années. Elle survola à de nombreuses reprises les satellites galiléens et Amalthée, apportant des preuves à l'hypothèse d'océans liquides sous la surface d'Europe et confirmant le volcanisme d'Io. La sonde fut également témoin de l'impact de la comète Shoemaker-Levy 9 en 1994 lors de son approche de Jupiter. Cependant, bien que les informations récupérées par Galileo fussent nombreuses, l'échec du déploiement de son antenne radio à grand gain limita les capacités initialement prévues.
Galileo lâcha une petite sonde à l'intérieur de l'atmosphère jovienne pour en étudier la composition en juillet 1995. Cette sonde pénétra l'atmosphère le 7 décembre 1995. Elle fut freinée par un parachute sur 150 km d'atmosphère, collectant des données pendant 57,6 minutes avant d'être écrasée par la pression (22 fois la pression habituelle sur Terre, à une température de 153 °C). Elle a fondu peu après, et s'est probablement vaporisée ensuite. Un destin que Galileo expérimenta de façon plus rapide le 21 septembre 2003, lorsqu'elle fut délibérément projetée à l'intérieur de l'atmosphère à plus de 50 km/s, afin d'éviter toute possibilité d'écrasement ultérieur sur Europa.
