Europa Clipper de la NASA a reçu une antenne à gain élevé pour renforcer sa communication en vue de sa mission de 2024 visant à étudier la lune de Jupiter, Europa. Grâce à des instruments avancés, le vaisseau spatial vise à fournir une compréhension plus approfondie du potentiel océanique et environnemental souterrain de la Lune. Crédit : NASA/JPL-Caltech
L’ajout d’une antenne à gain élevé permettra au vaisseau spatial Europa Clipper de l’agence – dont le lancement est prévu en octobre 2024 – de communiquer avec des contrôleurs de mission à des centaines de millions de kilomètres.
NASAL’Europa Clipper de est conçu pour rechercher des conditions propices à la vie sur une lune couverte de glace de Jupiter. Le 14 août, le vaisseau spatial a reçu un élément matériel essentiel à cette quête : l’antenne massive à gain élevé en forme de parabole.
Caractéristiques et fonctions de l’antenne
S’étendant sur 3 mètres sur le corps du vaisseau spatial, l’antenne à gain élevé est la plus grande et la plus importante d’une suite d’antennes sur Europa Clipper. Le vaisseau spatial en aura besoin pour explorer la lune recouverte de glace dont il porte le nom, Europe, à quelque 444 millions de miles (715 millions de kilomètres) de la Terre. L’un des principaux objectifs de la mission est d’en apprendre davantage sur l’océan souterrain de la Lune, qui pourrait abriter un environnement habitable.
Les ingénieurs et techniciens installent l’antenne à gain élevé d’Europa Clipper dans la salle blanche principale du JPL.
Crédit : NASA/JPL-Caltech
Une fois que le vaisseau spatial aura atteint Jupiter, le faisceau radio de l’antenne sera étroitement dirigé vers la Terre. Créer ce faisceau étroit et concentré est la raison d’être des antennes à gain élevé. Le nom fait référence à la capacité de l’antenne à concentrer la puissance, permettant au vaisseau spatial de transmettre des signaux de haute puissance au réseau Deep Space de la NASA sur Terre. Cela signifiera un torrent de données scientifiques transmises à un rythme élevé.
Installation et tests
La parabole conçue avec précision a été fixée au vaisseau spatial par étapes soigneusement chorégraphiées pendant plusieurs heures dans une baie de l’installation d’assemblage de vaisseau spatial du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud.
« L’antenne a terminé avec succès tous ses tests autonomes », a déclaré Matthew Bray quelques jours avant l’installation de l’antenne. « Alors que le vaisseau spatial termine ses tests finaux, les signaux radio seront renvoyés à travers l’antenne via un capuchon spécial, vérifiant ainsi que les chemins des signaux de télécommunications sont fonctionnels. »
Basé au laboratoire de physique appliquée de l’université Johns Hopkins à Laurel, dans le Maryland, Bray est le concepteur et l’ingénieur principal de l’antenne à gain élevé, sur laquelle il a commencé à travailler en 2014. Ce fut tout un voyage pour Bray et pour l’antenne.
Regardez les membres de l’équipe Europa Clipper soulever et installer la grande antenne à gain élevé en forme de parabole du vaisseau spatial dans la salle blanche principale du Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Au cours de la dernière année, il a vu l’antenne sillonner le pays avant l’installation. Sa capacité à transmettre des données avec précision a été testée à deux reprises en 2022 au Langley Research Center de la NASA à Hampton, en Virginie. Entre ces deux visites, l’antenne s’est arrêtée au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, pour des tests de vibration et de vide thermique afin de voir si elle pouvait supporter les secousses du lancement et les températures extrêmes de l’espace.
Il a ensuite été envoyé au JPL en octobre 2022 pour être installé sur le vaisseau spatial en vue de son expédition l’année prochaine au Kennedy Space Center de la NASA en Floride.
Le long voyage vers Jupiter commence avec le lancement depuis Kennedy en octobre 2024.
Les ingénieurs et les techniciens utilisent une grue pour soulever une antenne à gain élevé de 3 mètres alors qu’ils se préparent à l’installer sur le vaisseau spatial Europa Clipper de la NASA. L’orbiteur est en cours d’assemblage dans la salle blanche de High Bay 1 du JPL en préparation pour octobre 2024. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Europe en ligne de mire
Jordan Evans, chef de projet Clipper au JPL, a souligné l’importance de l’antenne à gain élevé, déclarant : « L’antenne à gain élevé est un élément essentiel dans la construction d’Europa Clipper. Il s’agit d’un élément matériel très visible qui fournit la capacité dont le vaisseau spatial a besoin pour renvoyer les données scientifiques depuis Europe. Non seulement il ressemble à un vaisseau spatial maintenant qu’il possède la grande antenne, mais il est prêt pour ses prochains tests critiques alors que nous progressons vers le lancement.
Le vaisseau spatial entraînera neuf instruments scientifiques sur Europe, tous produisant de grandes quantités de données riches : des images couleur et stéréo haute résolution pour étudier sa géologie et sa surface ; des images thermiques en lumière infrarouge pour trouver des zones plus chaudes où l’eau pourrait se trouver près de la surface ; lumière infrarouge réfléchie pour cartographier les glaces, les sels et les matières organiques ; et des lectures de lumière ultraviolette pour aider à déterminer la composition des gaz atmosphériques et des matériaux de surface.
Clipper fera rebondir un radar pénétrant la glace sur l’océan souterrain pour déterminer sa profondeur, ainsi que l’épaisseur de la croûte de glace au-dessus de lui. Un magnétomètre mesurera le champ magnétique de la Lune pour confirmer l’existence des profondeurs océaniques et l’épaisseur de la glace.
L’antenne à gain élevé transmettra la plupart de ces données vers la Terre en 33 à 52 minutes. La force du signal et la quantité de données qu’il peut envoyer en même temps seront bien supérieures à celles de la sonde Galileo de la NASA, qui a terminé sa mission Jupiter de huit ans en 2003.
Sur place au JPL pour l’installation de l’antenne se trouvait Simmie Berman, responsable du module radiofréquence chez APL. Comme Bray, elle a commencé ses travaux sur l’antenne en 2014. Le module radiofréquence comprend l’intégralité du sous-système de télécommunications du vaisseau spatial et un total de sept antennes, dont la plus à gain élevé. Son travail lors de l’installation consistait à s’assurer que l’antenne était correctement montée sur le vaisseau spatial et que les composants étaient correctement orientés et bien intégrés.
Alors que les ingénieurs de l’APL et du JPL ont pratiqué l’installation à plusieurs reprises, virtuellement et avec des maquettes réelles, le 14 août était la première fois que l’antenne à gain élevé était fixée au vaisseau spatial.
« Je n’ai jamais travaillé sur quelque chose d’une telle ampleur, en termes de taille physique et aussi en termes d’intérêt général », a-t-elle déclaré. « Les petits enfants savent où se trouve Jupiter. Ils savent à quoi ressemble Europe. C’est super cool de se mettre au travail sur quelque chose qui a le potentiel d’avoir un impact aussi important, en termes de connaissances, pour l’humanité.
Une fois cette étape monumentale franchie, Europa Clipper attend encore quelques étapes de préparation pour son prochain voyage vers le système solaire externe.
En savoir plus sur la mission
L’objectif scientifique principal d’Europa Clipper est de déterminer s’il existe des endroits sous la lune glacée de Jupiter, Europe, qui pourraient abriter la vie. Les trois principaux objectifs scientifiques de la mission sont de déterminer l’épaisseur de la coquille glacée de la Lune et ses interactions en surface avec l’océan, d’étudier sa composition et de caractériser sa géologie. L’exploration détaillée d’Europe par la mission aidera les scientifiques à mieux comprendre le potentiel astrobiologique des mondes habitables au-delà de notre planète.
