Rôle clé dans GALA
La dernière mission d'exploration spatiale de l'Agence spatiale européenne, baptisée Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), promet de dévoiler de nombreux autres secrets de notre système solaire, et notamment de déterminer s'il existe un potentiel de vie extraterrestre au-delà de la Terre. Grâce aux instruments clés de HENSOLDT, la mission JUICE de l'ESA fournira des informations sans précédent sur Jupiter et sur ce qui se trouve sous la surface de ses lunes.
L'importance de Jupiter
Jupiter, la cinquième planète à partir de notre soleil et la plus grande de notre système solaire, possède 80 lunes et des milliers de petits objets sur son orbite. Connu sous le nom de système jovien, il s'agit en fait d'un mini-système solaire.
En améliorant notre connaissance de ce système, nous pourrons mieux comprendre notre propre système solaire et la manière dont il s'est formé, ainsi que les planètes situées en dehors de notre système solaire, appelées exoplanètes.
Les lunes de Jupiter
Les quatre plus grosses lunes de Jupiter, Callisto, Europe, Ganymède et Io, intéressent les scientifiques depuis plusieurs siècles, depuis leur découverte par l'astronome italien Galilée au XVIIe siècle.
Ganymède est la plus grande lune de notre système solaire (son diamètre est même supérieur à celui de la planète Mercure) et elle a la particularité de posséder son propre champ magnétique. Au début des années 2000, la mission Galileo de la NASA vers Jupiter a identifié et mesuré le champ magnétique de la lune, apportant ainsi la preuve que c'était probablement le cas.
En 2015, le télescope spatial Hubble de la NASA a capturé des images des ceintures aurorales de Ganymède et de leur "mouvement de bascule" lorsque le champ magnétique de Jupiter change. La mesure de ce mouvement et de la suppression du balancement a permis d'apporter des preuves supplémentaires que les océans de la lune luttent contre le puissant champ magnétique de Jupiter. On estime que les océans de Ganymède ont une profondeur de 100 km et sont recouverts d'une croûte glacée de 150 km d'épaisseur.
À l'instar de Ganymède, Callisto et Europe abriteraient de l'eau sous leurs surfaces rocheuses et glacées, ce qui pourrait permettre l'existence d'une vie organique depuis le début de notre système solaire. Mais des questions persistent et de nombreuses incertitudes subsistent autour de Jupiter et de ses lunes océaniques.
Faire circuler le JUS
Afin de répondre à bon nombre de ces questions, l'Agence spatiale européenne (ESA), l'agence spatiale américaine (NASA) et l'agence spatiale japonaise (JAXA) ont collaboré à une nouvelle mission visant à concevoir, construire et lancer un vaisseau spatial qui se rendra sur Jupiter pour collecter d'importantes données scientifiques. Connu sous le nom de Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), il s'agit de la première grande mission du programme Cosmic Vision 2015-2025 de l'ESA, le cycle de planification actuel des missions spatiales de l'agence.
À partir du lancement, il lui faudra plus de sept ans pour atteindre Jupiter. Comme il n'a pas assez de carburant pour atteindre Jupiter directement, le vaisseau spatial effectuera une série de manœuvres complexes, assistées par la gravité, autour de plusieurs planètes du système solaire avant d'arriver à destination. En 2031, JUICE passera pour la première fois à côté de Ganymède et, plus tard dans l'année, entrera dans l'orbite de Jupiter. En 2034, JUICE devrait se mettre en orbite autour de Ganymède, avant de mettre la sonde hors service en effectuant une descente contrôlée sur la lune.
Grâce à dix instruments de pointe, dont des instruments de télédétection, des instruments géophysiques et des instruments in situ, JUICE sera en mesure d'étudier la structure, la dynamique et la composition de l'atmosphère de Jupiter, ainsi que les champs magnétiques de la planète géante gazeuse et de sa lune Ganymède.
C'est la première fois qu'un engin spatial se met en orbite autour d'une lune d'une autre planète. JUICE permettra de mieux comprendre les océans d'eau liquide qui se trouvent sous la croûte des lunes de Jupiter et de déterminer s'il s'agit d'environnements habitables.
JUICE, construit par un consortium dirigé par Airbus Space and Defence, permettra aux scientifiques d'étudier et de caractériser divers aspects du système jovien.
Les instruments géophysiques comprennent l'altimètre laser de Ganymède (GALA), qui permettra aux scientifiques d'étudier la déformation de Ganymède due aux marées et la topographie de sa surface, ainsi que le radar pour l'exploration des lunes glacées (RIME), qui peut pénétrer la surface glacée afin d'étudier la structure du sous-sol.
L'instrument Gravity & Geophysics of Jupiter and Galilean Moons (3GM) étudiera également le champ de gravité de Ganymède.
Les instruments in situ de JUICE comprennent un magnétomètre (J-MAG), le Particle Environment Package (PEP), un Radio and Plasma Wave Investigation (RPWI) et un moniteur de radiations (RADEM). Les instruments de télédétection de JUICE comprennent sa caméra (JANUS), le spectromètre imageur des lunes et de Jupiter (MAJIS), l'instrument à ondes submillimétriques (SWI) et un spectrographe imageur dans l'ultraviolet (UVS).
Les instruments GALA, SWI, PEP, J-MAG, RIME et 3GM ainsi que le système de caméra JANUS ont été développés avec la participation de l'Allemagne, notamment avec le soutien de l'Agence spatiale allemande (DLR) et des fonds du ministère fédéral de l'économie et de la protection du climat (BMWK). Les instruments GALA et SWI ont été développés et fabriqués sous la direction de l'Allemagne, le premier bénéficiant de la contribution d'instituts et d'entreprises d'Allemagne, du Japon, de Suisse et d'Espagne.
Le rôle de HENSOLDT dans l'instrument GALA
HENSOLDT est fière d'avoir joué un rôle central dans le développement de GALA, un instrument essentiel pour les scientifiques qui cherchent à déterminer s'il y a de l'eau sous la surface de Ganymède. HENSOLDT a fourni des éléments essentiels pour GALA, notamment l'unité d'émission et de réception du laser et le système de contrôle du laser. En 2021, une étape importante a été franchie lorsque l'instrument GALA a été livré avec succès à l'ESA en vue de son intégration finale dans JUICE.
GALA fonctionne en mesurant le temps de transit des impulsions laser émises par l'instrument, rétrodiffusées sur la surface lunaire et détectées dans le télescope récepteur de l'instrument. JUICE survolera plusieurs fois des points prédéfinis au cours de son orbite autour de Ganymède, de sorte qu'il sera possible d'identifier des changements dans le profil d'élévation qui pourraient indiquer la présence d'eau sous la surface.
Mais tout n'est pas rose. JUICE - et sa panoplie d'instruments, dont GALA - doit relever de nombreux défis tout au long de sa durée de vie et doit fonctionner de manière fiable afin de réaliser pleinement les objectifs de la mission.
GALA sera l'instrument laser le plus éloigné jamais envoyé dans l'espace et fonctionnera dans des conditions extrêmement éloignées et à haut niveau de rayonnement, comme c'est le cas autour de Jupiter, y compris dans une ceinture de rayonnement intense. Cela signifie qu'il doit être entièrement protégé et durci pour faire face aux conditions extrêmes non seulement dans l'espace, mais aussi lors du lancement. La distance par rapport au soleil a également un impact sur la puissance disponible pour les instruments, ce qui signifie qu'ils doivent utiliser l'énergie électrique des cellules solaires de l'engin aussi efficacement que possible. La lumière du soleil à Jupiter équivaut à celle d'une lampe sur votre bureau !
En tant que leader dans le domaine des altimètres laser pour les applications spatiales, HENSOLDT a été en mesure de réunir toutes les technologies requises pour GALA en une seule conception et un seul matériel de vol entièrement qualifié pour les vols spatiaux.
Il s'agit notamment du scellement hermétique (qui est important pour éviter les dommages causés par le laser), des structures opto-mécaniques du laser, de la dureté des rayonnements, de la compatibilité électromagnétique, etc. HENSOLDT a également été en mesure d'intégrer et de tester les principaux sous-ensembles provenant des autres pays qui ont contribué à l'instrument GALA, ce qui constitue une réalisation importante.
HENSOLDT a également fourni son émetteur laser BELA au satellite BepiColombo de l'ESA, qui est actuellement en route vers Mercure pour en découvrir davantage sur la planète, y compris sa surface. L'expertise de HENSOLDT en matière de télémètres laser et sa longue expérience des applications spatiales lui permettent de mettre en œuvre et de personnaliser des instruments de télémétrie laser qualifiés dans l'espace afin de répondre aux besoins les plus exigeants des clients.