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Introduction
La mission spatiale Juno a été développée par la NASA, elle vise à étudier la planète Jupiter. La mission envisage plus particulièrement d'étudier la structure de la planète, la composition de son atmosphère ainsi que les caractéristiques de sa magnétosphère.
Jupiter joue un rôle très important dans la formation du système solaire de fait de sa masse (plus de 2,5 fois la masse de l'ensemble des autres planètes), la compréhension de sa formation devrait permettre d'affiner ou corriger les scénarios de formation du système solaire.
À une profondeur importante, Jupiter contient de l'hydrogène soumis à une pression énorme qui se transforme en hydrogène métallique conduisant l'électricité comme un métal. Les scientifiques supposent que les mouvements au sein de ce liquide métallique sont à l'origine du champ magnétique intense de la planète, onze fois supérieur à celui de la Terre. Ce champ magnétique piège les électrons et les ions, créant une ceinture de radiations particulièrement puissantes et dangeureuse pour les satellites qui s'aventurent dans ce champ.
Lancement & voyage vers Jupiter
Juno a été lancée par une fusée Atlas V le 5 août 2011 depuis Cape Canaveral, USA.
En 2013 Juno a effectué un survol à basse altitude de la Terre afin de profiter de son assistance gravitationnelle pour lui fournir la vitesse nécessaire pour atteindre Jupiter. La durée totale du voyage a été de 5 ans et demi, une dizaine de correction à l'aide de la propulsion principale sera utilisée pour ce long voyage.
Trajectoire depuis le 5 août 2011 Juno · Terre · Mars · Jupiter
Phase scientifique
La mission scientifique a débuté après la mise en orbite autour de Jupiter le 5 juillet 2016.
Orbite autour de Jupiter
Le choix de l'orbite autour de Jupiter est un élément clé dans la réussite de la mission. Juno a été positionné sur une orbite polaire, très elliptique d'une période de 53 jours qui fait passer la sonde à très basse altitude au-dessus de la planète de pôle en pôle, en évitant en grande partie la ceinture de radiations très intense, susceptible de l'endommager.
Initialement Juno devait se placer sur une orbite courte de 14 jours, mais un problème rencontré sur la propulsion principale en octobre 2016 n'a pas permis de positionner Juno correctement. Ainsi la mission doit être prolongée jusqu'en juillet 2021 et devra survivre jusque-là à l'exposition prolongée au rayonnement.
Instruments scientifiques installé sur Juno
Juno emporte huit instruments scientifiques dont deux spectromètres, un radiomètre, un magnétomètre et un ensemble d'instruments dédiés à l'étude des pôles de Jupiter. Le radiomètre à micro-ondes (MWR) est destiné à sonder les couches profondes de l'atmosphère de la planète. Le magnétomètre (MAG) est chargé de mesurer le champ magnétique interne et externe.
Une expérience de mesure de la gravité est menée par ondes radio (GS, Gravity Science) afin d'établir la structure interne de Jupiter.
Cinq instruments sont plus particulièrement dédiés à l'étude de la magnétosphère et des aurores polaires: un spectromètre infrarouge (JIRAM), un spectromètre ultraviolet (UVS), un détecteur d'ondes de plasma et d'ondes radio (WAVES) et les deux détecteurs de particules énergétiques JEDI et JADE.
Le satellite et son équipement
Juno a été contruite par Lockheed Martin, elle est la première sonde spatiale à destination d'une planète externe qui utilise des panneaux solaires au lieu de générateurs thermoélectriques à radioisotope. Ces paneaux fournissent 428 lorsque Juno est sur son orbite autour de Jupiter. Le coût total est de 1,1 milliard de dollars.
La masse de Juno au lancement est de 3625 kg dont 170 kg de charge utile et 2025 kg d'ergols utilisés essentiellement pour les corrections de trajectoire et l'insertion en orbite autour de Jupiter.
La sonde est stabilisée par rotation (spinnée) permettant également une répartition des flux de chaleur et une alternance dans l'orientation des instruments scientifique.
Les composants les plus sensibles sont placés dans un compartiment blindé pour les protéger lorsque l'orbite de la sonde autour de Jupiter coupe la ceinture de radiations. Ce compartiment est entouré par une parroi de 10mm de titane. Initialement le matériau prévu était le tantale, porté par une structure en nid d'abeilles. Il est remplacé par du titane, plus facile à usiner et à modifier, pour prendre en compte les changements de dernière minute.
Les infographies ci-dessous (Crédit: University of Colorado Boulder) présentent les premières observations faites par les instruments scientifiques qui équipent la sonde Juno. Ces infographies sont extraites de la présentation réalisée par Fran Bagenal, université de Colorado Boulder dans le cadre du Lunar and Planetary Institute's 20182019 Cosmic Exploration Speaker Series, The LPI at 50: A Half Century of Solar System Exploration.
L'intégralité de la présentation, en anglais, se trouve ici: NASAs Juno Mission: Whats New at Jupiter?
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