Galileo: mission à Jupiter

La Mission

la mission Galileo déployée de la navette spatiale Atlantis (18 octobre 1989). NASA

Les premières missions aux planètes géantes du système solaire avaient été, essentiellement, des missions "flyby", qui n'avaient effectué leurs observations qu'en passant au long de ces systèmes lointains. Galilée devint la première mission orbitale dans l'un de ces mondes. Les missions planétaires de type orbital -la mission se plaçant en orbite autour de la planète à étudier- avaient déjà été utilisées pour les planètes inférieures du système solaire (ainsi, en 1990, la mission Magellan à Vénus) ou, plus anciennement, les missions Viking à Mars. La mission fut nommée "Galileo" en hommage à Galilée (qui, en anglais, est appelé "Galileo Galilei"), le premier astronome à jamais avoir utilisé une lunette optique (il en découvrit, entre autres, les quatres principaux satellites de Jupiter). Le vaisseau Galileo fut conçu par le Jet Propulsion Laboratory, le JPL. Il portait également une sonde atmosphérique, qui avait été élaborée par le Ames Research Center de la NASA, la sonde devant être larguée dans les couches gazeuses de Jupiter à l'arrivée à la planète. La mission de la sonde Galileo était une étude complète du monde de Jupiter: Jupiter lui-même et ses quatre satellites principaux (Io, Europe, Ganymède et Callisto)

La mission, d'abord connue sous le nom de Jupiter Orbiter/Probe (JOP), avait reçu l'approbation du Congrès américain en 1977 et on visait un lancement depuis la navette spatiale fin 1981. Des retards dans le programme de la navette spatiale amena des réajustements successifs de la date du lancement, d'abord en 1984 puis 1986. Par ailleurs, pour ce qui était du lanceur utilisé depuis la soute de la navette, on passa du "Inertial Upper Stage" (IUS) au Centaur à forte puissance (mû par de l'hydrogène liquide) puis de nouveau au IUS (qui était moins puissant) puis de nouveau au Centaur. L'accident de la navette Challenger en janvier 1986, par ailleurs, arrêta tous les vols de la navette spatiale et une revue exhaustice de sécurité amena la NASA à annuler l'utilisation combinée navette-Centaur, en juin 1986. On dut reprogrammer Galileo pour qu'il soit lancé en 1989 par l'IUS sur un vol de la navette de 1989. Si on utilisait l'IUS, qui était moins puissant, il fallait alors que Galileo utilsât trois passages assistés par gravité -un à Vénus et deux à la Terre- pour atteindre la vitesse requise pour atteindre Jupiter, ce qu'on appelait la trajectoire VEEGA ("Venus-Earth-Earth Gravity Assist"); cette nouvelle solution accroissait le temps du voyage de 2 à 6 ans et, comme Galileo passerait plus près du Soleil que prévu auparavant, on installa des boucliers thermiques supplémentaires. Le lancement de Galileo eut lieu de Cape Canaveral le 18 Octobre 1989. La mission faisait partie du chargement de la navette spatiale Atlantis et devait en effectuer son vrai départ à destination de Jupiter -une autre première (et jusqu'à maintenant un cas unique) pour une mission planétaire. Une fois la navette en orbite, Galileo fut donc expulsé de la soute de la navette et il fut propulsé une heure après son détachement de la navette et il se détacha de l'étage-fusée 47 minutes plus tard, commençant son voyage de 6 ans à destination de la planète géante. Au long de sa route, Galileo utilisa trois passages assistés par gravité, deux à la Terre et un à Vénus. Galileo effectua sans problème son passage à Vénus le 10/02/1990 -où il testa ses instruments et découvrit que Vénus possédait des éclairs- puis à la Terre, le 08/12/1990 où il détecta les signatures chimiques d'éléments résiduels atmosphériques associés avec la vie. Un second passage à la vie eut lieu deux ans plus tard, le 08/12/1992 qui fit que le vaisseau acquit la vitesse requise pour prendre le chemin de Jupiter. Galileo fit aussi deux passages rapprochés à deux astéroïdes: 951 Gaspra le 29/10/1991 et 243 Ida le 28/08/1993 (faisant la découverte surprenante que cet astéroïde possédait un minuscule satellite, Dactyl, première lune connue orbitant un astéroïde). La position remarquable de Galileo dans le système solaire, à 92 millions de kilomètres de Jupiter lui donna un excellent point de vue pour l'observation d'une cible d'opportunité, la collision de la comète Shoemaker-Levy 9 avec Jupiter du 16 au 22 juillet 1994. Enfin, bien que l'antenne à haut gain de la mission refusa de se déployer en avril 1991, les ingénieurs de vol réussirent, cependant, par le biais de différentes améliorations réalisées dans les systèmes de communication de la sonde, à n'utiliser que l'antenne à bas gain pour collecter les données recueillies par la mission. Galileo atteignit Jupiter le 7 décembre 1995

En orbite (à partir de 1996). Extension de la mission

Le 13/07/1995, Galileo sépara sa sonde atmosphérique -il était encore à 150 jours et 31 millions de km de Jupiter; le 7 décembre la sonde entra dans l'atmosphère jovienne et renvoya d'excellentes données via son vaisseau-mère pendant 58mn et une descente de 60km; elle finit par se vaporiser dans les couches profondes. Galileo, le 7 décembre 1995, alluma son moteur principal, devenant le premier satellite artificiel de Jupiter (orbite initiale de 198 jours). Galileo avait utilisé l'attraction gravitationnelle de Io pour ralentir sa course et il fut capturé, avec succès, par celle de Jupiter, se plaçant en orbite autour de la géante gazeuse. La mission officielle de Galileo commença à partir de juin 1996, pour une première durée officielle de 2 ans. Pendant ces 2 années, la sonde effectua 11 orbites autour de Jupiter. Chacune des orbites permettait à la sonde des passages rapprochés à Europe, Ganymède et Callisto, Io n'étant étudié que depuis des distances plus grandes du fait de l'environnement dangereux, en termes de radiations, de celui-ci. Ces passages fournirent une masse de données sur les quatre principaux satellites de Jupiter et sur Jupiter et son environnement, plus généralement. Le succès de la mission amena donc la NASA à étendre de deux ans la mission (1998 et 1999), Galileo devenant la "Galileo Europa Mission" ou "GEM" ("mission Galileo à Europe"). Galileo effectua lors 8 orbites supplémentaires, avec Europe comme objectif principal, y menant des observations centrées sur les aptitudes du satellite à porter la vie. L'année 1999 fut surtout consacrée à Io: la mission étudia et cartographia le tore de plasma qui se trouve autour du satellite et effectua deux passages d'observation pour Io même

Galileo, malgré ces passages à Io, réussit à survivre à l'exposition aux radiations. L'extension dite "Galileo Millennium Mission" ajouta encore un an d'observation puis fut poursuivie jusqu'à la fin de la mission en 2003. Les responsables de la mission avait, dès le 17/01/2002, désactivé les caméras de Galileo car celles-ci avaient subi des dommages irréparables dûs au fort environnement en radiations de Jupiter. A partir de mars 2003, on contacta le vaisseau une fois par semaine pour vérifier son statut. En décembre 2000, Galileo eut la visite de la mission Cassini-Huygens, laquelle effectuait un passage à Jupiter sur sa route à destination de Saturne. La NASA, pour la fin de la mission, décida que la sonde serait envoyée brûler dans les couches de gaz de la planète: Galileo, en effet, n'était plus sous contrôle car il avait épuisé tout son carburant; il présentait, ainsi, un risque pour Europe, toute contamination d'origine terrestre sur le satellite pouvant présenter un risque pour les formes de vie éventuellement présentes ou pour des missions à venir. Galileo, au cours de sa plongée finale dans les couches atmosphériques de la géante gazeuse -qui eut lieu le 21 septembre 2003- continua de collecter des données et de les transmettre. Galileo entra dans l'atmosphère de Jupiter juste au Sud de l'équateur. La mission Galileo avait duré 14 ans, parcouru 4,5 milliards de km et passé 8 ans et 35 orbites autour de Jupiter

Les données recueillies par la mission

La mission Galileo collecta un flot continu de données, qui ont amélioré ce que l'on savait de Jupiter et ses quatre satellites principaux. Pour ce qui est de son instrumentation, Galileo emportait 10 instruments scientifiques dont un système de prise de vues conçu pour prendre des images des satellites de Jupiter à une résolution 20 à 1000 fois plus élevée que les meilleures images renvoyées par les Voyager (augmentation de résolution qui serait aussi dû à des des distances réduites de passage aux satellites). La sonde, elle emportait 7 instruments qui mesureraient divers paramètres de l'atmosphère jovienne au cours de son rapide plongeon. Dix-sept institutions principales représentant 6 pays dirigeaient une équipe de plus de 100 scientifiques impliqués

vers un survol des données recueillies par la mission Galileo