Illustration de Juno s’insérant en orbite polaire autour de Jupiter. Son moteur principal s’est allumé durant 35 minutes pour la faire ralentir et qu’elle soit capturée par le champ de gravité de la planète géante. © Nasa, JPL-Caltech

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Autour de Jupiter, quelle est la mission de Juno ?

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Après un voyage de 2,7 milliards de kilomètres en près de cinq ans, la sonde Juno est désormais à son poste d'observation autour de Jupiter, la première planète par la taille et par la date de naissance. La mission scientifique devrait débuter en octobre, après une série de tests, avec des objectifs ambitieux : étudier son atmosphère complexe, mesurer sa magnétosphère gigantesque et tenter de percer le mystère de son cœur. De quoi mieux comprendre son histoire et celle du Système solaire. Donc la nôtre.

Partie de la Terre le 5 août 2011, la sonde spatiale Juno a été capturée avec succès, ce lundi 4 juillet 2016, par la gravité de la plus grosse planète du Système solaire, Jupiter, a annoncé la Nasa. Il était 20 h 53 en Californie, soit 5 h 53 en France métropolitaine (3 h 53 TU), le 5 juillet, lorsque la confirmation est parvenue au centre de contrôle.

Ce n'est pas la première fois qu'une mission américaine d'exploration arrive à destination en ce jour solennel de la fête de l'indépendance des États-Unis (Independence Day). En 1997, par exemple, le petit rover Sojourner débarquait sur Mars, après de nombreuses années d'absences de la nation de ses concepteurs (il y eut aussi Deep Impact en 2005).

Qu'est-ce qu'est partie faire Juno autour de cette planète géante et gazeuse, la cinquième en partant du Soleil ? « [...] Nous allons étudier les inconnues des massives ceintures de radiations de Jupiter afin de se plonger en profondeur, non seulement à l'intérieur de la planète, mais sur la façon dont elle est née et comment notre Système solaire a évolué » a-t-il précisé.

Un tonnerre d’applaudissements de toute l’équipe de la mission a accueilli l’annonce du succès de cette phase d’insertion en orbite. © Nasa, JPL-Caltech

Des préliminaires de 53,5 jours

Ce 4 juillet, Juno qui affichait alors quelque 2,7 milliards de km au compteur, s'est donc engagée dans la phase d'insertion en orbite (JOI pour Juno's orbit-insertion phase), planifiée par l'équipe technique. La sonde a d'abord changé d'attitude et augmenté sa rotation de 2 à 5 tours par minute afin de l'aider à se stabiliser. Puis, à 5 h 18 heure française (20 h 18 au JPL de la Nasa à Pasadena en Californie), son moteur principal s'est allumé durant 35 minutes pour la ralentir de 1.950 km/h (542 m/s) et qu'ainsi elle se laisse prendre par la gravité de la géante. Peu après, le vaisseau de 3,6 tonnes s'est orienté de façon à ce que les 18.698 cellules individuelles photovoltaïques reçoivent la lumière solaire.

Même si cette étape s'est déroulée correctement, les ingénieurs de vol vont devoir attendre que les phases de test et de calibration de ses neuf instruments soient achevées. « Notre phase de collecte scientifique débute officiellement en octobre, mais nous avons trouvé un moyen de recueillir des données beaucoup plus tôt », a déclaré le directeur scientifique Scott Bolton, du SwRI (Southwest Research Institute). « Il y a beaucoup de choses à voir et à faire ici » a-t-il ajouté en parlant de Jupiter.

Avant de suivre des orbites polaires de 14 jours jusqu'à 10.000 km de la géante — et 5.000 km au-dessus de l'équateur —, à compter du 19 octobre, après un dernier allumage de son moteur principal, Juno s'est installée sur une orbite de 53,5 jours. Bien que plusieurs vaisseaux d'exploration soient déjà venus rendre visite à cette planète 318 fois plus massive que la Terre, aucun ne s'en est jamais approchée aussi près.

En outre, ce sera la première mission à imager à plusieurs reprises les deux pôles de Jupiter. En 1992, la sonde Ulysses a survolé les deux lors d'une manœvre d'assistance gravitationnelle... mais elle n'avait pas de caméra. En 2000, la sonde Cassini, lors de son voyage vers Saturne, a rendu une brève visite à Jupiter et a saisi une superbe image du pôle sud.

Animation des survols sur une orbite elliptique de Jupiter par Juno. La sonde spatiale approchera jusqu’à 10.000 km des pôles et 5.000 km de l’équateur jovien. Si la planète avait la taille d’un ballon de basket, Juno passerait à 1 cm de sa surface ! Le vaisseau ne se promène pas dans le plan équatorial afin de préserver ses dispositifs électroniques de sa puissante ceinture de radiation. © Nasa, JPL-Caltech

Percer les secrets de Jupiter

L'objectif au cours de ses 34 orbites prévues est de mieux comprendre ce qui se passe à l'intérieur de cette première planète à s’être formée autour du Soleil et ayant peu évolué. Que peut-elle nous dire sur ses origines (et donc celles des autres planètes...) ? Où est-elle née ? Comment ? À partir de quels matériaux ? Comment a-t-elle influé sur le contenu du reste du Système solaire et conditionné son développement ?, etc. Bien entendu, les astronomes s'intéressent aussi aux principaux traits physiques de cette planète comme sa Grande tache rouge et ses bandes équatoriales.

Pour percer ses secrets dissimulés sous son épaisse atmosphère et tenter de discerner son cœur (un noyau liquide ou solide ?), Juno va s'intéresser d'une part à son champ magnétique, 20 fois plus puissant que celui de la Terre, et, d'autre part, à sa composition en mesurant notamment la présence d'eau et d'ammoniac.

« Aujourd'hui, on ne sait pas si Jupiter possède ou non un noyau central, a indiqué Tristan Guillot, médaille de bronze du CNRS et co-investigateur de la mission. Juno va mieux contraindre nos hypothèses sur la structure et la dynamique interne de Jupiter grâce à des mesures 100 fois plus précises que celles dont nous disposions jusqu'ici. »

En réalité, on ignore encore beaucoup de choses sur cette planète qui, rappelons-le, représente les deux tiers des 0,14 % restants de la masse totale du Système solaire, le Soleil comptant à lui seul pour 99,86 %. Enfin, la description détaillée de ce géant va permettre aussi de mieux éclairer les chercheurs sur les autres systèmes planétaires découverts et à découvrir.

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