Depuis le premier survol de Jupiter en décembre 1973, lorsque la sonde Pioneer 10 de la NASA a survolé la géante gazeuse, Jupiter a été le sujet de nombreux survols et rencontres rapprochées par des sondes terrestres pionnières. Pioneer 11 a effectué son plus proche passage un an après Pioneer 10, en décembre 1974, et Voyager 1 et Voyager 2 ont survolé Jupiter en 1979.
Mais ce n’est qu’en décembre 1995, lorsque la sonde Galileo de la NASA s’est approchée du système joviens, que la géante gazeuse a enfin eu l’occasion de passer un peu de temps sous les projecteurs. Galileo est devenue la première sonde spatiale à orbiter autour de Jupiter, réalisant d’importantes découvertes sur la géante gazeuse et ses lunes. La sonde a passé près de huit ans en orbite autour de Jupiter, révélant ses nombreux secrets, d’un possible océan souterrain sur Europe, sa lune glacée, aux volcans d’Io. À la fin de son séjour, en septembre 2003, Galileo s’est délibérément écrasée sur la géante gazeuse afin d’éviter toute collision et contamination ultérieure avec les lunes de Jupiter.
La mission Ulysses de la NASA et de l’ESA a utilisé Jupiter pour plusieurs assistances gravitationnelles en 1992 et 2004 lors de sa route vers le Soleil. La sonde Cassini-Huygens de la NASA a également effectué une brève escale sur Jupiter lors de sa route vers Saturne. Cassini s’est approchée au plus près de Jupiter en décembre 2000 et a pris environ 26 000 images de la géante gazeuse. Puis, en février 2007, la sonde New Horizons de la NASA a visité Jupiter lors de sa route vers Pluton et a capturé de spectaculaires aurores et éclairs nocturnes près des pôles de la planète.
Le système jovienne est actuellement exploré par la mission Juno de la NASA, arrivée en orbite en juillet 2016. Juno est seulement la deuxième sonde spatiale à orbiter autour de Jupiter et étudie sa composition, son atmosphère, sa gravité et son champ magnétique. L’objectif de la mission est d’en apprendre davantage sur l’origine et l’évolution de Jupiter et du système solaire.
JUICE, la sonde d’exploration des lunes glacées de Jupiter de l’Agence spatiale européenne, a été lancée avec succès le 14 avril 2023 à 8h14 HE (00h14 GMT) depuis le port spatial européen de Kourou, en Guyane française. Il lui faudra cependant près de huit ans pour atteindre la plus grande planète du système solaire. La mission explorera Jupiter et ses trois lunes galiléennes : Ganymède, Callisto et Europe.
La mission Europa Clipper de la NASA a été lancée en octobre 2024. La mission se concentrera sur la lune glacée de Jupiter, Europe, et étudiera si ce monde inhabituel présente des conditions habitables.
Nous examinerons ici toutes les missions qui ont visité les environs de Jupiter.
Jupiter a été visitée par de nombreuses missions marquantes, et d’autres sont à l’horizon. vjanez via Getty Images
Pionnier 10
La sonde Pioneer 10 de la NASA fut la première sonde spatiale à atteindre Jupiter. Lancée le 2 mars 1972, elle avait pour mission ambitieuse d’étudier la ceinture d’astéroïdes, l’atmosphère de Jupiter et le système solaire externe. Environ un an et demi après son lancement, Pioneer 10 atteignit les environs de Jupiter.
La sonde a survolé l’atmosphère turbulente de la géante gazeuse à 200 000 kilomètres et a mesuré la magnétosphère, les ceintures de radiation, le champ magnétique et l’intérieur de Jupiter. Les mesures de l’intense radiation de l’environnement de Jupiter effectuées par Pioneer 10 ont servi à la conception des sondes Voyager et Galileo, qui, selon la NASA, étudieraient la géante gazeuse de manière encore plus détaillée.
Pioneer 10 lors de l’assemblage final. TRW/NASA
Pionnier-11
Un vaisseau jumeau de son prédécesseur, Pioneer 11, a été lancé le 6 avril 1973. Le vaisseau spatial est devenu le deuxième à survoler la ceinture d’astéroïdes, passant devant Jupiter en décembre 1974.
Pioneer 11 a pris de nombreuses images détaillées de la Grande Tache Rouge de Jupiter et des pôles de la planète, et a mesuré la masse de sa lune Callisto. En juillet 1979, Pioneer 11 est devenu le premier vaisseau spatial à s’approcher de Saturne.
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Voyager 1
Voyager 1 a été lancé le 5 septembre 1977 et a survolé Jupiter en mars 1979. Le vaisseau spatial a pris plus de 18 000 images de la géante gazeuse et de ses lunes.
Les premières images de Jupiter obtenues par Voyager 1 furent transmises à la Terre en avril 1978, alors que la sonde se trouvait à 266 millions de kilomètres de la Terre. À la surprise de la NASA, Voyager 1 découvrit un fin anneau autour de la planète géante en mars 1979. Elle découvrit également deux nouvelles lunes, Thèbe et Métis. Voyager 1 transmit également des images détaillées des grandes lunes galiléennes de Jupiter (Io, Europe, Ganymède et Callisto), ainsi que d’Amalthée.
Parmi les découvertes de Voyager 1 figure la présence d’une activité volcanique sur Io, montrant que, comme les planètes, les lunes peuvent avoir des intérieurs actifs.
En 2012, Voyager 1 est entré dans l’espace interstellaire, devenant ainsi le premier objet artificiel à le faire. La sonde se trouve actuellement à environ 23,5 milliards de kilomètres de notre planète, ce qui en fait la sonde la plus éloignée de la Terre. Selon le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Voyager 1 se déplace actuellement dans l’espace à environ 17 kilomètres par seconde.
Photographie de Jupiter prise par Voyager 1. Io, la lune de Jupiter, passe devant un nuage de gaz. La photographie a été prise le 17 janvier 1979, à une distance de 47 millions de kilomètres. NASA
Voyager 2
Voyager 2 a été lancé le 20 août 1977, environ deux semaines avant sa jumelle, Voyager 1. Cependant, la sonde a atteint les environs de Jupiter plus tard que sa jumelle, y arrivant en avril 1979.
L’arrivée de Voyager 2 a permis à la NASA de prendre de précieuses images comparatives de Jupiter et de ses lunes. La sonde a capturé les changements de la Grande Tache Rouge et a également observé plus en détail la surface de certaines lunes.
Voyager 2 a photographié de nombreuses lunes de Jupiter. Parmi ses découvertes les plus impressionnantes figurent des images de la lune glacée Europe. La sonde a pris des images détaillées des fissures de la lune glacée à une distance de 205 996 km et n’a constaté aucun changement d’altitude à sa surface. Voyager 2 a également photographié Adrastea, une lune exceptionnellement petite, dont le diamètre est d’environ 30,5 km à son approximation la plus proche.
En 2018, Voyager 2 a suivi son frère dans l’espace interstellaire.
Galilée
La sonde spatiale Galileo fut la première mission à orbiter autour de Jupiter. Lancée le 18 octobre 1989, elle est entrée en orbite autour de la géante gazeuse en décembre 1995. En orbite, Galileo a largué une sonde atmosphérique qui a mesuré la température, la vitesse du vent et la pression dans les nuages de Jupiter lors de sa descente.
La mission Galileo a été élargie pour étudier les lunes de Jupiter : Io, Europe, Ganymède et Callisto. La sonde a révélé de nombreux secrets sur ces lunes, notamment la présence d’un océan salé sous la surface d’Europe, ainsi qu’un noyau de fer et un champ magnétique sur Ganymède.
Alors que Galileo était à court de carburant, la NASA a délibérément envoyé le vaisseau spatial en mission suicide vers Jupiter le 21 septembre 2003. L’agence a déclaré que le sacrifice était nécessaire pour protéger Europe, dont l’océan souterrain pourrait abriter la vie.
La sonde spatiale Galileo est devenue la première mission à orbiter autour de Jupiter. NASA
Ulysse
La sonde Ulysses a été lancée le 6 octobre 1990 dans le cadre d’un projet conjoint NASA-ESA visant à étudier le Soleil plus en détail. La sonde a survolé Jupiter en février 1992, utilisant une assistance gravitationnelle pour entrer en orbite polaire autour du Soleil. Lors de son survol de Jupiter, Ulysses a recueilli des données utiles sur l’intense champ magnétique et le rayonnement de la planète.
Cassini-Huygens
La sonde Cassini-Huygens (une mission de la NASA, de l’ESA et de l’Agence spatiale italienne) est surtout connue pour son exploration de Saturne, autour de laquelle le vaisseau spatial est entré en orbite en 2004. Cependant, en route vers la planète aux anneaux, Cassini a survolé Jupiter en décembre 2000, trois ans après son lancement en octobre 1997.
Les caméras haute résolution de la sonde ont capturé 26 000 images époustouflantes de l’atmosphère de Jupiter au cours de son survol de plusieurs mois. Ces images ont permis aux scientifiques de réviser leur compréhension des bandes de gaz rouges et blanches qui entourent la planète.
La sonde Huygens a atterri à la surface de Titan, la lune de Saturne, en 2005, et la sonde Cassini a terminé sa mission en plongeant dans l’atmosphère de Saturne le 15 septembre 2017, fournissant de précieuses données scientifiques.
La sonde spatiale Cassini-Huygens est entrée en orbite autour de Saturne en 2004. NASA/JPL
Nouveaux horizons
Le vaisseau spatial New Horizons a été lancé le 19 janvier 2006 et est devenu le premier vaisseau spatial à visiter la planète naine Pluton en juillet 2015. New Horizons a survolé Jupiter de janvier à mai 2007.
La visite de Jupiter faisait partie intégrante de la mission New Horizons, car la gravité de la planète géante offrait une occasion unique de lancer la sonde vers Pluton. Durant son survol de cinq mois, New Horizons a affiné les calculs des orbites des lunes internes de Jupiter et a pris les premières photographies spatiales de la Petite Tache Rouge de la planète.
Parmi les premières images prises par New Horizons figurait Io, la lune volcanique de Jupiter. La sonde a capturé les images les plus nettes jamais prises du volcan Tvashtar d’Io, capturant des sédiments volcaniques géants.
Junon
La mission Juno est seulement le deuxième vaisseau spatial conçu pour étudier la plus grande planète du système solaire. La sonde a été lancée le 5 août 2011 et a atteint Jupiter le 4 juillet 2016.
Actuellement en mission prolongée, Juno est la sonde planétaire la plus lointaine jamais mise en orbite. Juno étudie la planète en détail afin de permettre aux scientifiques de mieux comprendre la météo, l’environnement magnétique et l’histoire de la formation de cette géante gazeuse.
Parmi les découvertes scientifiques les plus importantes de Juno figurent les premières images claires et rapprochées du pôle nord de Jupiter; le fait que le champ magnétique de la géante gazeuse est beaucoup plus fort que quiconque ne l’aurait imaginé; et la découverte que le cyclone au centre du pôle nord de Jupiter est entouré de huit autres.
Juno a été lancé le 5 août 2011 et étudie actuellement Jupiter. NASA/JPL-Caltech
JUS
La mission JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) est une mission de l’Agence spatiale européenne (ESA) visant à explorer Jupiter et ses trois lunes glacées: Europe, Callisto et Ganymède. Au cours de cette mission, la sonde orbitera autour de Ganymède, la plus grande lune du système solaire, et deviendra la première sonde à orbiter autour d’une lune d’une autre planète que la Terre.
La mission a été lancée avec succès depuis le port spatial européen de Kourou en Guyane française le 14 avril 2023. Il faudra environ huit ans à JUICE pour atteindre la géante gazeuse.
JUICE rejoint Europa Clipper de la NASA, qui a été lancé après JUICE mais sera le premier à arriver à proximité de Jupiter.
Environ quatre ans après son arrivée dans le système de Jupiter, JUICE entrera en orbite autour de Ganymède pour mener une étude approfondie de la lune géante.
La sonde JUICE de l’Agence spatiale européenne explore Europe, la lune de Jupiter. ESA/ATG MediaLab
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Europa Clipper
La mission Europa Clipper de la NASA vise à explorer Europe, la lune glacée de Jupiter, et à déterminer si son océan souterrain pourrait abriter la vie. Le lancement de ce vaisseau spatial de 5 milliards de dollars est prévu pour le 6 octobre 2024.
Si tout se passe comme prévu, la sonde atteindra Jupiter le 11 avril 2030, où elle entrera dans une longue orbite en boucle autour de la géante gazeuse.
Europa Clipper, comme la précédente mission Juno de la NASA, évoluera sur une orbite elliptique et passera la majeure partie de son temps loin de Jupiter et de son intense rayonnement. Clipper s’approchera d’Europe puis s’en éloignera, à plusieurs reprises, effectuant près de 50 survols de la lune océanique. Cela permettra à la sonde de survoler une partie différente d’Europe à chaque fois, lui permettant ainsi d’en observer toute la surface.
Le 7 janvier 1610, l’astronome italien Galilée observait la planète Jupiter avec son télescope artisanal 20x récemment amélioré. Il remarqua trois autres points lumineux près de la planète, les prenant d’abord pour des étoiles lointaines. Après les avoir observés pendant plusieurs nuits, il remarqua qu’ils semblaient se déplacer dans la mauvaise direction par rapport aux étoiles d’arrière-plan, restant proches de Jupiter mais changeant de position les uns par rapport aux autres. Quatre jours plus tard, il observa un quatrième point lumineux près de la planète, présentant le même comportement inhabituel. Le 15 janvier, Galilée concluait à juste titre avoir découvert quatre lunes en orbite autour de Jupiter, apportant ainsi une preuve convaincante de la théorie de Copernic selon laquelle la plupart des corps célestes ne gravitent pas autour de la Terre.
Page du carnet de Galilée relatant ses observations des lunes de Jupiter. Bibliothèque des collections spéciales de l’Université du Michigan.
En mars 1610, Galilée publia ses découvertes sur les lunes de Jupiter et d’autres observations célestes dans un ouvrage intitulé Siderius Nuncius (Messager des étoiles). En tant que découvreur, Galilée avait le droit de nommer les lunes de Jupiter. Il suggéra de les nommer d’après ses protecteurs Médicis, et les astronomes les appelèrent étoiles Médicis pendant une grande partie du XVIIe siècle, bien que dans ses notes, Galilée les désigne par les chiffres romains I, II, III et IV, selon leur distance à Jupiter. Les astronomes désignent encore aujourd’hui ces quatre lunes comme les satellites galiléens en l’honneur de leur découvreur.
En 1614, l’astronome allemand Johannes Kepler proposa de nommer les lunes d’après des personnages mythologiques associés à Jupiter : Io, Europe, Ganymède et Callisto. Cependant, son idée ne connut pas d’écho avant plus de 200 ans. Les scientifiques ne découvrirent aucune nouvelle lune de Jupiter avant 1892, année où l’astronome américain E.E. Barnard découvrit une cinquième lune de Jupiter, Amalthée, nettement plus petite que les lunes galiléennes et orbitant plus près de la planète qu’Io. Ce fut la dernière lune du système solaire à être découverte visuellement; toutes les découvertes ultérieures furent réalisées par photographie ou imagerie numérique. À ce jour, les astronomes ont identifié 95 lunes de Jupiter.
Un tableau de Giuseppe Bertini (1858) représente Galilée montrant son télescope au doge de Venise. gabrielevanin.it
Bien que chacune des lunes galiléennes présente des caractéristiques uniques, comme les volcans d’Io, la surface fortement cratérisée de Callisto et le champ magnétique de Ganymède, les scientifiques se sont davantage intéressés à Europe en raison de la possibilité alléchante qu’elle soit habitable. Dans les années 1970, les sondes Pioneer 10 et 11 et Voyager 1 et 2 de la NASA ont pris des images de plus en plus détaillées des plus grandes lunes, dont Europe, lors de leur survol de Jupiter. Ces images ont montré qu’Europe possède la surface la plus lisse de tous les objets du système solaire, indiquant une croûte relativement jeune, et l’une des plus brillantes de toutes les lunes, indiquant une surface hautement réfléchissante. Ces caractéristiques ont conduit les scientifiques à émettre l’hypothèse qu’Europe est recouverte d’une croûte glacée flottant sur un océan salé souterrain. Ils ont également suggéré que le réchauffement dû aux marées provoqué par la gravité de Jupiter reforme la couche de glace superficielle lors de cycles de fonte et de gel.
Des observations plus détaillées effectuées par la sonde spatiale Galileo de la NASA, qui a orbité autour de Jupiter de 1995 à 2003 et s’est approchée d’Europe à 11 reprises, ont montré que de vastes structures linéaires à sa surface pourraient indiquer une activité de marée ou tectonique. Des matériaux brun rougeâtre le long des fissures et par endroits ailleurs à la surface pourraient contenir des sels et des composés soufrés remontés du sous-sol et modifiés par les radiations. Les observations du télescope spatial Hubble et la réanalyse des images de Galileo ont révélé de possibles jets émanant du sous-sol d’Europe, ce qui étaye cette hypothèse. Bien que la composition exacte de ces matériaux soit inconnue, elle pourrait fournir des indices sur l’habitabilité d’Europe.
Les deux télescopes de Galilée. National Geographic
Les futurs explorateurs robotisés d’Europe pourraient répondre à certaines questions restées sans réponse sur cette lune unique de Jupiter. La sonde Europa Clipper de la NASA a été lancée en octobre 2024 pour un voyage de 5,5 ans vers Jupiter. Après son arrivée en 2030, elle orbitera autour de la planète géante et effectuera 49 survols d’Europe au cours de sa mission de quatre ans. Gérée par le Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, en Californie, et le Laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins de Baltimore, dans le Maryland, Europa Clipper embarquera neuf instruments, dont des systèmes d’imagerie et un radar, pour mieux comprendre la structure de la croûte glacée. Les données d’Europa Clipper compléteront les informations de la sonde Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) de l’Agence spatiale européenne. Lancé en avril 2023, JUICE orbitera d’abord autour de Jupiter en 2031, puis autour de Ganymède en 2034. La sonde prévoit également de mener des études complémentaires sur Europe en collaboration avec Europa Clipper. Les deux engins spatiaux devraient considérablement accroître nos connaissances sur Europe et potentiellement révéler de nouveaux secrets.
Vues plus détaillées de différentes parties du terrain d’Europe prises par Galileo. NASA
Comment voir les lunes de Jupiter de vos propres yeux
Avec le bon équipement, vous pouvez observer Jupiter et ses quatre lunes galiléennes. Jupiter peut atteindre une magnitude de -2,94. À cette luminosité, la géante gazeuse est visible à l’œil nu, avec des jumelles ou un petit télescope. (Sur l’échelle de magnitude utilisée par les astronomes, les petits nombres correspondent aux objets les plus brillants. Par exemple, à son maximum d’éclat, Vénus a une magnitude d’environ -4,6.) Pour observer les lunes galiléennes, vous aurez besoin de bonnes jumelles (grossissement d’au moins 10x) ou d’un petit télescope.
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