Juno : La sonde de la NASA aux portes de Jupiter

Les astronomes de l’Antiquité ne s’y sont pas trompés en attribuant à la plus grande planète du système solaire le nom du roi des dieux romains. Avec une masse deux fois supérieure à celle de toutes les autres planètes réunies, Jupiter domine notre cortège planétaire. Véritable « capsule temporelle », cette géante gazeuse conserve les traces des conditions qui régnaient lors de la formation de notre système, il y a plus de 4 milliards d’années. Pourtant, malgré des siècles d’observations et le passage de huit sondes spatiales, ses entrailles restent une énigme masquée par une épaisse couche nuageuse.

C’est pour lever ce voile que la sonde Juno de la NASA s’apprête à arriver à destination le 4 juillet, après un périple de cinq ans. Selon Scott Bolton, responsable de la mission au Southwest Research Institute, l’objectif est clair : « Nous allons voir sous le sommet des nuages pour la toute première fois. Nous ignorons totalement à quoi ressemble l’intérieur de Jupiter. » Pour comprendre notre place dans l’univers et notre système solaire, percer les mystères de ce géant est une étape incontournable.

Une planète de tous les extrêmes

Jupiter ne fait rien dans la demi-mesure. Si la planète était une coquille vide, on pourrait y loger environ 1 000 Terres. Malgré ce gigantisme, elle tourne sur elle-même à une vitesse vertigineuse, une journée jovienne durant moins de 10 heures. Cette rotation rapide engendre une atmosphère turbulente où des tempêtes font rage, comme la célèbre Grande Tache Rouge, active depuis plus de 150 ans.

Scott Bolton qualifie souvent Jupiter de « planète sous stéroïdes ». Les pressions y sont inimaginables. Sur Terre, la pression atmosphérique est modérée. Sur Jupiter, si la pression au sommet des nuages semble familière, une chute vers l’intérieur deviendrait vite fatale. Fran Bagenal, planétologue à l’Université du Colorado à Boulder, illustre cette force écrasante : « Imaginez un millier d’éléphants empilés, le dernier ne tenant que sur un seul talon. »

L’énigme de l’eau et la structure interne

L’une des questions centrales de la mission concerne la quantité d’eau présente dans l’atmosphère jovienne. Cette donnée est cruciale pour valider les modèles de formation des planètes géantes, un sujet qui éclaire également la recherche sur les exoplanètes et les mondes potentiellement habitables ailleurs dans la galaxie.

Les scientifiques pensent qu’à sa naissance, Jupiter a capturé tout le gaz à sa portée, agissant comme un immense aspirateur du système solaire primitif. Mesurer l’abondance de l’eau permettrait de savoir où et comment la planète s’est formée. La sonde Galileo avait déjà tenté cette mesure dans les années 1990, mais sa sonde atmosphérique avait eu la malchance de plonger dans un « point chaud », une zone exceptionnellement sèche, faussant les résultats.

Pour contourner ce problème, Juno utilisera un radiomètre à micro-ondes. L’eau absorbant certaines fréquences micro-ondes, la sonde pourra mesurer cette absorption en orbitant autour de la planète, permettant de quantifier la vapeur d’eau cachée bien en dessous des nuages visibles.

Un cœur solide ou gazeux ?

Au-delà de l’eau, Juno doit déterminer si Jupiter possède un noyau solide. Deux théories s’affrontent : soit la planète a commencé comme une graine de roche et de glace qui a ensuite attiré le gaz, soit elle s’est formée par l’effondrement direct d’un nuage de gaz, sans noyau initial. En mesurant les infimes variations de la vitesse de la sonde causées par les irrégularités du champ gravitationnel de Jupiter, les chercheurs pourront déduire la distribution de la masse à l’intérieur et trancher ce débat.

Une mission en terrain hostile

S’approcher de Jupiter n’est pas sans danger. La planète est entourée de ceintures de radiations intenses, fatales pour l’électronique standard. « Nous allons dans une région très dangereuse », avertit Scott Bolton, la comparant à la zone la plus hostile du système solaire après le Soleil lui-même. Pour survivre, les instruments de Juno sont enfermés dans un coffre-fort en titane de 200 kilogrammes.

La trajectoire de la sonde est spécialement conçue pour limiter les dégâts : une orbite polaire elliptique qui la fait plonger rapidement près des nuages (à seulement 5 000 kilomètres d’altitude) avant de s’éloigner au large des ceintures de radiations. Lors de ces passages en rase-mottes, la gravité de Jupiter accélérera Juno à près de 250 000 km/h.

Aurores et pôles inexplorés

L’orbite polaire de Juno offre un avantage scientifique inédit : l’observation des pôles nord et sud de Jupiter, des territoires quasi inconnus (« terra incognita » selon Leigh Fletcher de l’Université de Leicester). Contrairement à la Terre, l’axe de Jupiter est peu incliné, rendant ses pôles difficiles à observer depuis notre planète.

Juno étudiera les aurores joviennes, des phénomènes lumineux mille fois plus puissants que ceux observés sur Terre. Si l’on se fie aux découvertes de la sonde Cassini sur Saturne, des vortex complexes pourraient également être découverts aux pôles. Ces observations compléteront notre compréhension des mécanismes énergétiques à l’œuvre, des processus qui rappellent parfois ceux étudiés lors des recherches sur le Big Bang et l’origine de l’univers en termes de physique des plasmas.

La fin programmée et l’héritage

La mission principale doit durer 20 mois, au cours desquels Juno effectuera 37 orbites. En février 2018, la sonde sera délibérément précipitée dans l’atmosphère de Jupiter pour s’y désintégrer. Cette fin dramatique est une mesure de protection planétaire : la NASA veut éviter tout risque de collision avec Europe, une lune glacée de Jupiter qui abrite un océan liquide et pourrait potentiellement héberger la vie. Comme Juno n’a pas été totalement stérilisée, un crash sur Europe pourrait contaminer cet écosystème alien.

Alors que Juno s’apprête à livrer ses secrets, d’autres missions se profilent, comme la sonde européenne JUICE ou les futures missions de la NASA vers Europe. En attendant, tous les yeux, qu’ils soient ceux des télescopes au sol ou de la caméra citoyenne « JunoCam » embarquée sur la sonde, sont rivés sur le roi des planètes.