Europa Clipper est le premier vaisseau spatial de la NASA conçu pour explorer un monde océanique au-delà de la Terre. Son objectif est de déterminer si la lune Europe, recouverte de glace, est habitable. Avec ses antennes et ses panneaux solaires entièrement déployés, Europa Clipper est le plus grand vaisseau spatial jamais conçu par la NASA pour une mission planétaire. Le survol de Mars par Europa Clipper le prépare à sa deuxième assistance gravitationnelle, une rencontre rapprochée avec la Terre en décembre 2026.
Europa Clipper est le premier vaisseau spatial de la NASA conçu pour explorer un monde océanique au-delà de la Terre. Son objectif est de déterminer si la lune Europe, recouverte de glace, est habitable.
Europa Clipper de la NASA, le plus grand vaisseau spatial jamais construit par l’agence pour une mission interplanétaire, parcourra 2,9 milliards de kilomètres (1,8 milliard de miles) depuis le Centre spatial Kennedy en Floride jusqu’à Europe, la mystérieuse lune glacée de Jupiter. Le lancement est prévu pour le jeudi 10 octobre.
Les données des précédentes missions de la NASA ont fourni aux scientifiques des preuves convaincantes qu’Europe, lune de Jupiter, abrite un vaste océan d’eau salée sous sa surface gelée. La sonde Europa Clipper sera en orbite autour de Jupiter et effectuera 49 survols rapprochés afin de recueillir des données et de déterminer si son épaisse croûte gelée abrite des habitats habitables.
Europe est l’un des endroits les plus prometteurs pour rechercher des conditions habitables au-delà de la Terre.
Il existe des preuves scientifiques que les éléments nécessaires à la vie – eau, substances chimiques essentielles et énergie – pourraient déjà exister sur Europe. Cette mission rassemblera les informations nécessaires aux scientifiques pour en être certains. La lune pourrait posséder un océan interne deux fois plus grand que les océans terrestres réunis, et pourrait également receler des composés organiques et des sources d’énergie sous sa surface. Si la mission confirme qu’Europe est habitable, cela signifierait qu’il pourrait y avoir plus de mondes habitables dans notre système solaire et au-delà que nous ne l’imaginons.
Le vaisseau spatial traversera l’un des environnements de radiation les plus hostiles de notre système solaire, juste après le Soleil.
Jupiter est entourée d’un champ magnétique gigantesque, 20 000 fois plus puissant que celui de la Terre. En tournant, ce champ piège et accélère les particules chargées, créant des radiations susceptibles d’endommager les engins spatiaux. Les ingénieurs de la mission ont conçu un abri de protection pour protéger les composants électroniques sensibles des radiations et ont défini des orbites qui limiteront le temps de passage d’Europa Clipper dans les régions les plus radioactives autour de Jupiter.
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Europa Clipper orbitera autour de Jupiter, étudiera Europe et survolera la lune des dizaines de fois.
La sonde effectuera une boucle autour de Jupiter, s’approchant d’Europe et effectuant 49 survols scientifiques. À chaque orbite, elle passera moins d’une journée dans la zone de radiation dangereuse de Jupiter, près d’Europe, avant de revenir. Elle répétera le processus deux à trois semaines plus tard, effectuant un autre survol.
Europa Clipper est équipé de la suite d’instruments scientifiques la plus avancée jamais envoyée par la NASA dans le système Jupiter.
Pour déterminer si Europe est habitable, Europa Clipper doit étudier son intérieur, sa composition et sa géologie. Le vaisseau spatial est équipé de neuf instruments scientifiques et d’un système d’assistance gravitationnelle utilisant un système de télécommunications. Afin d’obtenir les meilleures données scientifiques possibles, tous les instruments scientifiques fonctionneront simultanément à chaque survol. Les scientifiques combineront ensuite les données pour créer une image complète d’Europe.
Avec ses antennes et ses panneaux solaires entièrement déployés, Europa Clipper est le plus grand vaisseau spatial jamais développé par la NASA pour une mission planétaire.
Europe. NASA
Le vaisseau spatial mesure 30,5 mètres de long d’un bout à l’autre et environ 17,6 mètres de large. C’est plus grand qu’un terrain de basket, en grande partie grâce aux panneaux solaires, qui doivent être gigantesques pour capter suffisamment de lumière solaire près de Jupiter afin d’alimenter les instruments, l’électronique et d’autres sous-systèmes.
Le chemin vers Jupiter est long.
Jupiter se trouve en moyenne à environ 770 millions de kilomètres de la Terre ; les deux planètes sont en mouvement et la sonde ne peut emporter qu’une quantité limitée de carburant. Les planificateurs de la mission envoient Europa Clipper au-delà de Mars, puis vers la Terre, en utilisant la gravité des planètes comme un lance-pierre pour accélérer la sonde. Après avoir parcouru environ 2,9 milliards de kilomètres en 5,5 ans, la sonde allumera ses moteurs et entrera en orbite autour de Jupiter en 2030.
Le projet Europa Clipper a bénéficié des contributions d’institutions américaines et européennes.
Environ 1 000 personnes travaillent actuellement sur la mission, dont plus de 220 scientifiques américains et européens. Depuis son approbation officielle en 2015, plus de 4 000 personnes ont participé au projet Europa Clipper, équipes de sous-traitants et d’entrepreneurs comprises.
Dans le cadre de la mission «Message dans une bouteille», le vaisseau spatial transporte un poème de la poétesse américaine lauréate Ada Limón, signé par des millions de personnes de presque tous les pays du monde. Leurs noms ont été gravés au pochoir sur une puce électronique fixée à une plaque de tantale qui scelle le compartiment électronique du vaisseau. Cette plaque comporte également des signaux représentant la prononciation du mot «eau» dans plus de 100 langues.
Les trois principaux objectifs scientifiques de la mission Europa Clipper sont de déterminer l’épaisseur de la couverture de glace de la lune et son interaction avec l’océan, d’étudier sa composition et de caractériser sa géologie. L’étude détaillée d’Europe par la mission aidera les scientifiques à mieux comprendre le potentiel astrobiologique de mondes habitables au-delà de notre planète.
Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, géré par le California Institute of Technology (Caltech) à Pasadena, en Californie, gère le développement de la mission Europa Clipper en partenariat avec le Laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins (Laurel, Maryland) pour le compte de la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington. Le corps principal du vaisseau spatial a été développé par l’APL en collaboration avec le JPL et le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, le Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, et le Langley Research Center de la NASA à Hampton, en Virginie. Le Bureau du programme des missions planétaires de Marshall gère la mission Europa Clipper.
METI International est une organisation scientifique dédiée à la transmission de puissants messages radio aux civilisations extraterrestres. La sonde spatiale Europa Clipper de la NASA, qui se rendra sur Europe, lune glacée de Jupiter, en octobre 2024, délivrera un message laser à la Terre célébrant le lien de l’humanité avec l’eau. Ce message rend hommage aux précédentes missions de la NASA qui ont transmis des messages similaires.
Illustration de la sonde Europa Clipper, en route vers Europe, lune de Jupiter. NASA/JPL-Caltech
METI International a collecté des enregistrements audio en 103 langues et a décidé de les convertir en signaux représentant visuellement ces sons. Les développeurs de la NASA ont gravé ces signaux sur une plaque métallique protégeant l’électronique sensible du vaisseau spatial des radiations intenses de Jupiter.
Une autre partie du message affiche visuellement les longueurs d’onde des composants de l’eau, car l’eau est si importante dans la recherche de la vie intelligente dans l’univers.
Placer des messages sur des vaisseaux spatiaux n’est pas une pratique nouvelle, et le message de Clipper s’inscrit dans une longue tradition initiée par l’astronome Carl Sagan.
La plaque Clipper est gravée d’une onde représentant le mot catalan «aigua» pour eau. NASA/JPL-Caltech
En 1972 et 1973, les deux sondes Pioneer ont été envoyées vers Jupiter et Saturne, chargées de plaques métalliques gravées de messages scientifiques et picturaux. En 1977, les deux sondes Voyager ont été envoyées vers Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, chargées de disques en cuivre plaqué or. Ces disques contenaient des ressources pédagogiques en mathématiques et en chimie, ainsi que de la musique, des photographies, des sons de la Terre et des salutations en 55 langues.
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L’eau étant essentielle à la vie sur Terre, sa recherche ailleurs a été un élément clé de nombreuses missions de la NASA. Les astronomes soupçonnent qu’Europe, où se dirige Clipper, abrite un océan sous sa surface glacée, ce qui en fait un candidat de choix pour la recherche de vie dans le système solaire externe.
Les 103 mots prononcés pour «eau» sont enregistrés afin de dresser un tableau global de la diversité des langues de la Terre. Sur la plaque Clipper, les mots sont représentés par des ondes qui suivent les différentes intensités sonores de chaque mot.
La sonde Europa Clipper est équipée d’une plaque de tantale gravée au laser du mot « eau » en 103 langues. Chaque mot est représenté par une onde. NASA/JPL-Caltech
Le message de Clipper rend également hommage à l’astronome Frank Drake, fondateur du SETI (Recherche d’Intelligence Extraterrestre), en utilisant une formule qui porte son nom, l’équation de Drake. S’appuyant sur des données scientifiques et des hypothèses, l’équation de Drake estime le nombre de civilisations extraterrestres dans la galaxie qui envoient actuellement des messages dans l’espace.
Selon une estimation largement citée, le nombre de civilisations extraterrestres représente un dixième de la durée de vie humaine moyenne. Par exemple, si les civilisations durent un million d’années, il devrait y en avoir environ 100 000 dans la galaxie. Si elles vivent en moyenne seulement un siècle, les scientifiques estiment qu’il en existe environ 10.
Les radioastronomes étudient l’univers en étudiant le rayonnement émis par les éléments chimiques dans l’espace. Ils consacrent une grande partie de leur temps à cartographier la distribution de la substance chimique la plus répandue dans l’univers : l’hydrogène.
L’équation de Drake est inscrite à l’intérieur de la plaque Clipper. Elle est de la main de Frank Drake. NASA/JPL-Caltech
L’hydrogène émet un rayonnement à une fréquence spécifique, appelée raie de l’hydrogène, détectable par les radiotélescopes. Dans le cadre du projet Ozma, première expérience SETI moderne, Drake a recherché des signaux artificiels à cette même fréquence, car il pensait que des scientifiques d’autres mondes pourraient reconnaître l’hydrogène comme un élément d’importance universelle et transmettre des signaux à cette fréquence.
Europa Clipper entrera probablement en collision avec Jupiter ou l’une de ses lunes, Ganymède ou Callisto étant les principaux candidats. Mais si, pour une raison ou une autre, la mission est modifiée et que le vaisseau survit à ce sort, des peuples d’un futur lointain, aux cultures et aux traditions linguistiques radicalement différentes, pourraient le récupérer des millénaires plus tard, tel un artefact ancien.
L’intérieur de l’image d’Europa Clipper montre les longueurs d’onde des raies d’émission de l’hydrogène et des hydroxyles. Celles-ci représentent les composants de l’eau. La plage de fréquences entre ces raies est appelée «trou d’eau». NASA/JPL-Caltech
Pour garantir qu’au moins une partie du message soit compréhensible pour les scientifiques dans un futur lointain, une représentation graphique de la même fréquence que celle utilisée par Drake dans le projet Ozma a été développée: la ligne d’hydrogène, ainsi qu’une fréquence appelée la ligne d’hydroxyle.
Lorsque l’hydrogène (H+) et l’hydroxyle (OH-) se combinent, ils forment de l’eau. Les scientifiques appellent la plage de fréquences comprise entre ces raies le «trou d’eau». Ce trou représente la partie du spectre radioélectrique où les astronomes ont mené les premières expériences SETI. La plaque métallique présente également des schémas illustrant l’apparence de l’hydrogène et de l’hydroxyle à l’échelle atomique.
Le plus grand vaisseau spatial jamais construit par la NASA pour explorer les planètes a été doté d’«ailes»: d’énormes panneaux solaires qui l’alimenteront pendant son voyage vers la lune glacée de Jupiter, Europe.
La sonde Europa Clipper de la NASA a été équipée d’immenses panneaux solaires au Centre spatial Kennedy en Floride. Chacun mesure environ 14,2 mètres de long et 4,1 mètres de haut. Ces panneaux sont les plus grands jamais développés par la NASA pour une mission planétaire. Leur taille est essentielle pour absorber un maximum de lumière solaire lors de l’exploration d’Europe, une lune de Jupiter, cinq fois plus éloignée du Soleil que la Terre.
L’Europa Clipper de la NASA, le 21 août, au Centre spatial Kennedy en Floride. Ingénieurs et techniciens ont déployé et testé les panneaux solaires géants pour garantir leur bon fonctionnement en vol. NASA/Frank Michaud
Les antennes ont été repliées et fixées au corps principal du vaisseau spatial avant le lancement, mais une fois déployée dans l’espace, Europa Clipper a une envergure de plus de 30 mètres, soit plusieurs mètres de plus qu’un terrain de basket professionnel. Les «ailes», comme les appellent les ingénieurs, sont si grandes qu’elles n’ont pu être déployées qu’une par une dans la salle blanche du Centre de service des marchandises dangereuses de Kennedy, où les équipages préparaient le vaisseau spatial pour le lancement.
Les ingénieurs évaluaient les résultats des tests de radiation effectués sur les transistors du vaisseau spatial. La durabilité est cruciale, car il faudra plus de cinq ans à la sonde pour atteindre le système jovienne en 2030. En orbite autour de la géante gazeuse, la sonde survolera Europe à plusieurs reprises, utilisant une série d’instruments scientifiques pour déterminer si l’océan sous sa coquille glacée offre des conditions propices à la vie.
L’Europa Clipper de la NASA, le 21 août, dans une salle blanche du Centre spatial Kennedy, après que des ingénieurs et des techniciens ont testé et retiré les panneaux solaires géants du vaisseau spatial. NASA/Frank Michaud
Alimentant ces survols dans une région du système solaire qui ne reçoit que 3 à 4% de la lumière solaire terrestre, chaque panneau solaire est composé de cinq panneaux. Conçus et fabriqués au Laboratoire de physique appliquée (APL) de l’Université Johns Hopkins à Laurel, dans le Maryland, et chez Airbus à Leyde, aux Pays-Bas, ils sont bien plus sensibles que les panneaux solaires utilisés dans les maisons, et un vaisseau spatial hautement performant sera capable d’exploiter pleinement l’énergie qu’ils produisent.
Sur Jupiter, les batteries d’Europa Clipper fourniront collectivement environ 700 watts d’énergie électrique, soit l’équivalent d’un petit four à micro-ondes ou d’une cafetière. À bord du vaisseau spatial, les batteries alimenteront l’ensemble de l’électronique, la charge utile scientifique, les équipements de communication, un ordinateur et l’ensemble du système de propulsion, qui comprend 24 moteurs.
Les panneaux doivent également fonctionner dans des conditions de froid extrême. La température des équipements dans l’ombre de Jupiter chuterait à moins 240 degrés Celsius. Pour garantir leur fonctionnement dans des conditions aussi extrêmes, les ingénieurs les ont testés dans une chambre cryogénique spéciale au Centre spatial de Liège, en Belgique.
Cette illustration d’artiste montre la sonde Europa Clipper de la NASA en orbite autour de Jupiter. NASA/JPL-Caltech
«Le vaisseau spatial est très confortable. Il est équipé de chauffages et d’un circuit thermique actif qui maintient la température bien plus proche de la normale», explique Taeju Lee, responsable de la chaîne d’approvisionnement des panneaux solaires chez APL. «Mais les panneaux solaires sont exposés au vide spatial sans aucun chauffage. Ils sont totalement passifs, donc quel que soit l’environnement, ils restent à la température idéale.»
Environ 90 minutes après le lancement, les antennes se sont déployées en 40 minutes environ. Environ deux semaines plus tard, les six antennes fixées aux antennes ont également atteint leur taille maximale. Ces antennes font partie d’un instrument radar qui détectera la présence d’eau dans et sous l’épaisse couche de glace du satellite. Elles sont immenses, atteignant une longueur de 17,6 mètres (57,7 pieds) perpendiculairement aux antennes.
«Au début du projet, nous pensions vraiment qu’il serait quasiment impossible de concevoir un panneau solaire suffisamment robuste pour supporter ces antennes géantes», a déclaré Lee, membre du projet. «C’était un défi, mais l’équipe a fait preuve d’une grande créativité et nous y sommes parvenus.»
Le 1er mars 2025, la sonde Europa Clipper de la NASA a survolé la surface de Mars à seulement 884 kilomètres (545 miles), effectuant une manœuvre d’assistance gravitationnelle. Cette manœuvre modifie la trajectoire de la sonde et la prépare à une étape cruciale de son long voyage vers le système joviens. Ce survol rapproché offre aux scientifiques de la mission une occasion supplémentaire de tester leurs radars et leurs systèmes d’imagerie thermique.
Europa Clipper s’est approchée de la planète rouge à une vitesse d’environ 24,5 kilomètres par seconde (15,2 miles par seconde) par rapport au Soleil. Pendant environ 12 heures avant et 12 heures après, la sonde a utilisé l’attraction gravitationnelle de Mars pour ralentir et modifier son orbite autour du Soleil. En s’éloignant de Mars, la sonde se déplaçait à une vitesse d’environ 22,5 kilomètres par seconde (14 miles par seconde).
Sur cette représentation d’artiste, la sonde Europa Clipper de la NASA survole Mars, utilisant la gravité de la planète pour modifier sa trajectoire à l’approche du système joviens. NASA/JPL-Caltech
Le survol d’Europa Clipper la prépare à une seconde assistance gravitationnelle: une rencontre rapprochée avec la Terre en décembre 2026, qui servira de fronde et lui donnera un coup de pouce. Elle se dirigera ensuite directement vers les confins du système solaire, la sonde devant entrer en orbite autour de Jupiter en avril 2030.
«Nous nous rapprochons très rapidement, et la gravité de Mars agit sur la sonde, infléchissant sa trajectoire», a déclaré Brett Smith, ingénieur systèmes de mission au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en Californie du Sud. «Parallèlement, nous échangeons un peu d’énergie avec la planète, ce qui nous amène à emprunter une trajectoire qui va nous faire dépasser la Terre.»
La sonde Europa Clipper a été lancée depuis le Centre spatial Kennedy en Floride le 14 octobre 2024, propulsée par une fusée Falcon Heavy de SpaceX, pour un voyage de 2,9 milliards de kilomètres vers Jupiter, cinq fois plus éloignée du Soleil que la Terre. Sans l’aide de Mars en 2025 et de la Terre en 2026, la sonde de 6 000 kilogrammes aurait nécessité davantage de carburant, augmentant ainsi son poids et son coût, ou aurait mis beaucoup plus de temps à atteindre Jupiter.
Après son lancement, la sonde Europa Clipper de la NASA a effectué une assistance gravitationnelle lors d’un survol de Mars le 1er mars. La sonde reviendra sur Terre l’année prochaine pour une dernière assistance gravitationnelle avant de se placer en orbite autour de Jupiter. NASA/JPL-Caltech
L’assistance gravitationnelle fait partie intégrante de la planification des missions de la NASA, car les ingénieurs travaillent en amont pour développer des moyens d’exploiter au mieux l’élan de notre système solaire. Les sondes Voyager 1 et 2, lancées en 1977, ont profité de l’alignement unique des planètes pour survoler les géantes gazeuses, exploitant leur gravité afin de recueillir des données à leur sujet.
Bien que les navigateurs du JPL, qui exploite Europa Clipper et Voyager, tracent des trajectoires de vol et utilisent l’assistance gravitationnelle depuis des décennies, le processus de calcul de la trajectoire d’un vaisseau spatial par rapport à des planètes en mouvement constant n’est jamais simple.
«C’est comme jouer au billard dans le système solaire: survoler quelques planètes avec l’angle et le timing parfaits pour accumuler l’énergie nécessaire pour atteindre Jupiter et Europe», a expliqué Ben Bradley, du JPL et planificateur de la mission Europa Clipper. «Tout doit être aligné; la géométrie du système solaire doit être parfaite pour que cela se produise.»
Les navigateurs ont défini une trajectoire initiale pour la sonde, laissant une petite marge autour de Mars afin qu’en cas d’imprévu dans les semaines suivant le lancement, Europa Clipper ne risque pas une collision avec la planète. L’équipe a ensuite utilisé les propulseurs de la sonde pour se rapprocher de l’orbite martienne, effectuant des manœuvres de correction de trajectoire (TCM).
Le contrôle de mission a effectué trois TCM pour préparer la manœuvre d’assistance gravitationnelle de Mars – début novembre, fin janvier et le 14 février. Ils ont effectué un autre TCM 15 jours après le survol de Mars pour s’assurer que le vaisseau spatial était sur la bonne voie, et effectueront probablement des TCM supplémentaires – plus de 200 – tout au long de la mission, qui devrait durer jusqu’en 2034.
Environ la veille de l’approche au plus près, la mission a calibré sa caméra thermique, lui permettant d’observer des images multicolores de Mars pendant des mois, au fur et à mesure que les données arrivaient et étaient traitées par les scientifiques. La mission a également testé son radar à l’approche au plus près, marquant la première fois que tous ses composants étaient testés simultanément. Les antennes radar sont si massives et les longueurs d’onde qu’elles génèrent sont si longues que les ingénieurs n’ont pas pu les tester sur Terre avant le lancement.
