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Il y a 30 ans, la sonde Galileo partait explorer le monde jovien © NASA

| Philippe Varnoteaux

Il y a 30 ans, la sonde Galileo partait explorer le monde jovien

Lancée le 18 octobre 1989, la sonde Galileo atteignait six ans plus tard Jupiter et ses lunes, pour les étudier jusqu’en 2003. Des déboires et des premières ont rythmé une des plus exceptionnelles missions d’exploration planétaire.

Cinquième planète du système solaire, la géante gazeuse Jupiter n’a été abordée en cette fin des années 80 que par quatre sondes spatiales, toutes américaines : Pioneer 10 qui, en décembre 1973, avait pris les premières images rapprochées de Jupiter (à 130 000 km), Pioneer 11 en décembre 1974 (à 34 000 km), Voyager 1 en mars 1979 (à 278 000 km) et Voyager 2 en juillet de la même année (à 570 000 km). Après ces succès, la NASA décide Galileo, une mission d’étude du monde jovien depuis une orbite gravitant autour de Jupiter. Une première risquée.

 

Un programme miné par les restrictions budgétaires et les retards.

Le projet Galileo est lancé dès 1978. Celui-ci doit son nom au célèbre astronome florentin Galilée (1564-1642) qui, en 1610, en observant Jupiter avec sa rudimentaire lunette astronomique, a découvert les quatre grands satellites de Jupiter (baptisés en 1613 Io, Europe, Ganymède et Callisto par l’astronome allemand Simon Mayr). Jusqu’alors, seule la Lune était connue comme satellite. A partir de 1665, le mot « satellite » est désormais employé pour désigner une planète orbitant autour d’une autre planète.

Pour diminuer les coûts, le projet Galileo est rapidement ramené à une seule sonde (au lieu de deux, comme pour les Pioneer et Voyager), qui doit être lancée en 1982 à l’aide d’une navette spatiale, estimée moins chère qu’un lanceur consommable classique. Toutefois, entre temps, l’administration Reagan impose des restrictions budgétaires, retardant le lancement. Quant à la navette spatiale, elle s’avère très vite comme un moyen finalement coûteux et dont la phase opérationnelle ne commence qu’à la fin 1982. De plus, en 1986, la navette Challenger explose en vol, repoussant une fois de plus la date de lancement de Galileo, qui intervient sept ans après la date prévue.

 

La sonde et ses objectifs.

D’une masse de 2,2 t, pour une hauteur de 6,2 m, Galileo utilise un générateur radio isotopique car les panneaux solaires ne suffiront pas à alimenter les instruments en énergie lorsque la sonde sera autour de Jupiter. Devant étudier l’atmosphère de Jupiter et les lunes, celle-ci est de ce fait divisée en deux parties : la première est un orbiteur équipé de onze instruments scientifiques (dont une caméra, des spectromètres UV, IR, un magnétomètre ou encore des détecteurs énergétiques), qui doit tourner autour de la planète pendant plusieurs années. La seconde est une sonde atmosphérique de 339 kg qui, dotée de six instruments (dont un spectromètre de masse, un détecteur d’éclairs ou encore un détecteur de particules énergétiques), doit descendre dans l’atmosphère jovienne (à l’aide d’un parachute) et l’étudier in situ : une première. Au final, la mission représente encore un coût important pour la NASA. Celle-ci décide de faire appel à la coopération internationale : l’Agence spatiale européenne (ESA) accepte en apportant le moteur de la sonde et un instrument de collecte de poussières.

 

Un lancement à haut risque.

Le 18 octobre 1989, la navette spatiale Atlantis (5e vol, mission STS-34) décolle avec cinq astronautes (Donald Williams, Michael McCulley, Franklin Chang-Diaz, Shannon Lucid et Ellen Baker). Quelques heures plus tard, ceux-ci larguent Galileo depuis la soute de la navette. L’opération est délicate car la navette doit servir de plate-forme de lancement depuis l’espace. Ne pouvant « décoller » depuis la navette au risque de la mettre en péril, la sonde est dotée de l’étage de fusée IUS (Inertial Upper Stage), qui s’allume une fois éloigné de la navette. L’opération a déjà été effectuée à sept reprises, notamment pour la sonde vénusienne Magellan quelques mois auparavant.

 

Un voyage de six ans.

Pour compenser la poussée plus faible de l’IUS, la sonde utilise l’assistance gravitationnelle des planètes Vénus (février 1990) et Terre (décembre 1990, décembre 1992). Au cours des six années de voyage, Galileo passe à deux reprises dans la ceinture d’astéroïdes. A cette occasion, la sonde est programmée pour frôler le 29 octobre 1991 l’astéroïde Gaspra, à 1 600 km d’altitude, puis Ida le 28 août 1993, à 2 393 km. Jamais un vaisseau spatial n’avait encore approché des astéroïdes, une autre première. Lors du survol d’Ida, Galileo révèle même l’existence d’une lune (Dactyl). Enfin, avant d’arriver dans le monde jovien, Galileo observe en juillet 1994 l’impact de la comète Shumaker-Levy sur Jupiter, une occasion unique.

 

De belles observations et découvertes.

Peu avant de se satelliser autour de Jupiter, l’orbiteur largue le 13 juillet 1995 la capsule atmosphérique. Toutefois, entre temps, celui-ci n’avait pas réussi à déployer complètement son antenne radio à grand gain. Les ingénieurs sauvent la mission en reportant la transmission des données à l’aide d’une antenne secondaire plus faible.

Le 7 décembre 1995, l’orbiteur passe pour la première fois près de la lune Io, à moins de 900 km, puis se place en orbite autour de Jupiter. Pendant ce temps-là, la capsule atmosphérique pénètre l’atmosphère de Jupiter subissant une température de 15 000 °C. Au bout d’environ 60 minutes, la capsule ne communique plus, elle a implosé sous la pression de 23 bars, après avoir pénétré l’atmosphère jovienne de 150 km seulement. La capsule a notamment permis de découvrir que les vents de la haute atmosphère soufflent à plus de 300 km/h, avec des températures oscillant entre 100 et 200°C.

Quant à l’orbiteur, il engrange de nombreuses informations et découvertes sur les caractéristiques de l’atmosphère jovienne, comme la proportion d’eau faible, l’abondance de gaz rares (argon, krypton, etc.), la vitesse impressionnante des vents (jusqu’à 720 km/h), etc. Il a également obtenu de nombreuses données sur les lunes de Jupiter, comme par exemple la possibilité de l’existence d’un océan sous la surface glacée d’Europe, la présence d’un champ magnétique avec une fine atmosphère (oxygène atomique, dioxygène…) pour Ganymède, la détection de plus de cent volcans actifs sur Io (dont Loki le plus puissant du système solaire), sans oublier les anneaux de Jupiter (découverts par Voyager 1) et l’observation d’autres petites lunes de Jupiter, telles que Métis, Amalthée, Thébé, etc. 

En 2003, le carburant de Galileo nécessaire à orienter ses antennes est épuisé. Pour éviter que la sonde ne contamine une lune jovienne en s’écrasant, il est décidé le 21 septembre 2003 de précipiter la sonde dans Jupiter après que celle-ci ait réalisé 35 orbites elliptiques.

Galileo a aujourd’hui un successeur avec la sonde (américaine) Juno qui, lancée le 5 août 2011, orbite dans le monde jovien depuis juillet 2016. 

 

Références.

Un article : « Galiléo, une sonde plonge dans Jupiter », in Ciel & Espace, n°308, décembre 1995.

Un ouvrage : Philippe Séguéla, Histoire visuelle des sondes spatiales, Fides, Québec, 2009.

Une animation vidéo de la mission Galileo de la NASA

Un reportage sur la mission STS-34 et le largage de Galileo.

 

Philippe Varnoteaux est docteur en histoire, spécialiste des débuts de l’exploration spatiale en France et auteur de plusieurs ouvrages de référence.

NASA Jupiter Galileo ANNIVERSAIRE

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