Une vue d'artiste de la banquise d'Europe. © Frank Hettick
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Ces mini-robots exploreront les océans extraterrestres du Système solaire

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[EN VIDÉO] Io, Europe, Ganymède et Callisto, les 4 plus grandes lunes de Jupiter  On vous présente en vidéo les satellites galiléens, les quatre plus grandes lunes de Jupiter, découvertes par Galilée début janvier 1610. Vous pouvez les observer danser autour de la géante gazeuse avec une paire de jumelles. 

« Small Is Beautiful », ce célèbre adage s'applique très bien à un nouveau concept étudié par la Nasa qui propose d'utiliser un essaim de drones sous-marins plutôt qu'un robot de grande taille pour explorer l'océan d'Europe, la lune glacée de Jupiter. Le concept est, bien sûr, valable pour d'autres océans extraterrestres dans le Système solaire et intéresse les exobiologistes.

Bien des passionnés d'exobiologie nés vers la fin du XXe siècle ont probablement en tête le fameux roman 2010 : Odyssée deux d'Arthur Clarke, le célèbre inventeur du concept de satellite géostationnaire. Il y prenait déjà au sérieux l'idée que des formes de vie pouvaient peut-être exister dans l'océan sous la banquise d'Europe, à la suite du succès des missions Voyager 1 et 2 lors de leurs visites des lunes de Jupiter.

La découverte du volcanisme de Io avait alors été faite et les premières images rapprochées de la banquise d'Europe avaient été obtenues. De sorte qu'inspirés par la découverte des formes de vie au voisinage des sources hydrothermales dans les abysses sur Terre au cours des années 1970, certains avaient spéculé qu'il pourrait en exister de similaires dans l'océan d'Europe, avec un volcanisme provenant, comme dans le cas de Io, des forces de marée du système jupitérien.

Ces idées n'ont fait que prendre de plus en plus de poids avec les années, au point que des missions à destination d'Europe, directement ou indirectement, ont été envisagées ou sont déjà en préparation comme Juice et surtout Europa Clipper. On pense aussi qu'elles pourraient s'appliquer au cas d'Encelade, une autre lune glacée mais de Saturne.

Europe et son océan global sont prometteurs pour l'exobiologie. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa

Cela fait un moment aussi que les ingénieurs de la Nasa envisagent une mission avec une sonde équipée d'une source d'énergie nucléaire en mesure de générer assez de chaleur pour pénétrer comme tunnelier nucléaire la banquise d'Europe à un endroit où elle serait la plus mince pour déboucher finalement dans son océan global.

Aujourd'hui, la Nasa soutient des études concernant une variante de cette idée avec un projet proposé par Ethan Schaler, ingénieur en mécanique robotique au mythique Jet Propulsion Laboratory de la Nasa, en Californie du Sud, dont le concept Sensing With Independent Micro-Swimmers (Swim) a récemment reçu un financement de phase II de 600.000 dollars. Cela lui permettra, à lui et à son équipe, de fabriquer et de tester des prototypes imprimés en 3D au cours des deux prochaines années.

Un cryobot nucléaire avec son essaim de robots nageurs

En effet, le tunnelier nucléaire comporterait alors un essaim de robots de la taille d'un téléphone portable plutôt qu'un seul robot autonome pour explorer le milieu océanique d'Europe à la recherche de signes de vie extraterrestre. Car, selon Schaler, « avec un essaim de petits robots nageurs, nous sommes en mesure d'explorer un volume d'eau océanique beaucoup plus important et d'améliorer nos mesures en ayant plusieurs robots collectant des données dans la même zone ». Il s'agirait de robots en forme de coin, chacun d'environ 12 centimètres de long et d'environ 60 à 75 centimètres cubes de volume. Environ quatre douzaines d'entre eux pourraient tenir dans une section de 10 centimètres de long d'un « cryobot » nucléaire de 25 centimètres de diamètre.

Une vue d'artiste du concept de Sensing With Independent Micro-Swimmers pour explorer l'océan d'Europe. © Nasa/JPL-Caltech

On sait que la sonde Europa Clipper, dont le lancement est prévu en 2024, devrait se mettre ensuite en orbite autour d'Europe à l'horizon 2030. Elle pourrait alors préparer le terrain en permettant de déterminer les régions où un atterrisseur pourrait se poser et libérer un cryobot qui resterait connecté avec lui par un câble alors qu'il s'enfoncerait en direction de l'océan d'Europe avec le moins de glace à traverser possible.

On étudie les cryobots possibles dans le cadre du programme Scientific Exploration Subsurface Access Mechanism for Europa (Sesame) de la Nasa. Les données que pourrait collecter un cryobot au contact de l'océan seraient retransmises ensuite via le câble à l'atterrisseur qui à son tour les transmettrait à une sonde en orbite qui les enverrait finalement en direction de la Terre. L'atterrisseur devrait bénéficier d'une électronique particulièrement durcie car le flux de rayons cosmiques dangereux est important sur Europe dans la région de la magnétosphère de Jupiter où la Lune se trouve (Ganymède est beaucoup plus sûr de ce point de vue).

Dans cette illustration, un concept d'exploration spatiale de la Nasa appelé Probe using Radioisotopes for Icy Moons Exploration (ou Prime), est représenté en train d'être déployé à partir d'un atterrisseur sur la surface gelée d'un monde océanique. La sonde à propulsion nucléaire, également appelée cryobot, brille en rouge dans l'océan souterrain tout en étant connectée par une attache de communication à un atterrisseur situé à des kilomètres au-dessus de la croûte glacée. Des robots en forme de coin, de la taille d'un téléphone portable, voyagent sous l'eau pour mener des recherches au-delà de la chaleur de la sonde. Environ quatre douzaines de robots Swim s'intégreraient de manière compacte dans un cryobot comme Prime qui prendrait des années pour creuser un tunnel à travers la croûte gelée. © Nsa/JPL-Caltech

Un essaim de micro-robots, cousins des petits drones sur Terre, aurait plusieurs avantages. On peut déjà penser que la chaleur dégagée par le cryobot nucléaire dans son environnement immédiat pourrait conduire à des réactions chimiques altérant les mesures de la composition de l'eau liquide autour de lui. Les micro-robots pourraient effectuer des analyses non seulement dans un volume d'eau plus important mais surtout plus loin.

Des informations plus précises et plus crédibles seraient obtenues sur des gradients chimiques, de température ou de salinité de l'océan d'Europe. Chaque robot aurait, en plus de son propre système de propulsion, de son ordinateur de bord et de son système de communication par ultrasons, des capteurs de température, de salinité, d'acidité et de pression

La possibilité qu'ils contiennent aussi des capteurs chimiques sensibles à des biomarqueurs pouvant révéler indirectement des signes de vie sera prochainement étudiée.

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