Certaines missions vraiment intéressantes et ambitieuses ont été proposées par la NASA et d'autres agences spatiales pour les décennies à venir. Parmi celles-ci, peut-être les plus ambitieuses comprennent des missions d'exploration des «mondes océaniques» du système solaire. Au sein de ces corps, qui comprennent la lune Europa de Jupiter et la lune Encelade de Saturne, les scientifiques ont émis l'hypothèse que la vie pourrait exister dans les océans intérieurs d'eau chaude.
D'ici les années 2020 et 2030, les missions robotiques devraient atteindre ces mondes et s'y installer, échantillonner de la glace et explorer leurs panaches à la recherche de signes de biomarqueurs. Mais selon une nouvelle étude d'une équipe internationale de scientifiques, les surfaces de ces lunes pourraient avoir des surfaces de très faible densité. En d'autres termes, la glace de surface d'Europe et d'Encelade pourrait être trop molle pour atterrir.
L'étude, intitulée «Simulations en laboratoire de surfaces planétaires: comprendre les propriétés physiques des régolithes à partir d'observations photopolarimétriques à distance», a récemment été publiée dans la revue scientifique Icare. L'étude a été dirigée par Robert M.Nelson, scientifique principal au Planetary Science Institute (PSI) et comprenait des membres du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, de la California Polytechnic State University à Pomona et de plusieurs universités.
Dans le cadre de leur étude, l'équipe a cherché à expliquer le comportement inhabituel de polarisation négative à de faibles angles de phase qui a été observé pendant des décennies lors de l'étude des corps sans atmosphère. On pense que ce comportement de polarisation est le résultat de particules brillantes à grain extrêmement fin. Pour simuler ces surfaces, l'équipe a utilisé treize échantillons de poudre d'oxyde d'aluminium (Al²O³).
L'oxyde d'aluminium est considéré comme un excellent analogue pour le régolithe trouvé sur les corps du système solaire sans air à haut aldebo (ASSB), qui incluent Europa et Encedalus ainsi que les astéroïdes eucritiques comme 44 Nysa et 64 Angelina. L'équipe a ensuite soumis ces échantillons à des examens photopolarimétriques à l'aide du photopolarimètre goniométrique du mont. Collège San Antonio.
Ils ont découvert que les grains brillants qui composent les surfaces d'Europa et d'Encelade mesureraient environ une fraction de micron et auraient un espace vide d'environ 95%. Cela correspond à un matériau moins dense que la neige fraîchement tombée, ce qui semble indiquer que ces lunes ont des surfaces très douces. Naturellement, cela n'augure rien de bon pour les missions qui tenteraient de s'installer sur la surface d'Europa ou d'Encelade.
Mais comme Nelson l'a expliqué dans le communiqué de presse du PSI, ce n'est pas nécessairement une mauvaise nouvelle, et de telles craintes ont déjà été exprimées:
«Bien sûr, avant l'atterrissage du vaisseau robotique Luna 2 en 1959, on craignait que la Lune ne soit recouverte de poussière de faible densité dans laquelle tous les futurs astronautes pourraient s'enfoncer. Cependant, nous devons garder à l'esprit que les observations à distance de longueur d'onde visible d'objets comme Europa ne sondent que les microns les plus externes de la surface. »
Ainsi, alors qu'Europa et Encelade peuvent avoir des surfaces avec une couche de particules de glace de faible densité, cela n'exclut pas que leurs coquilles extérieures soient solides. En fin de compte, les atterrisseurs peuvent être contraints de ne faire face qu'à une mince couche de neige lorsqu'ils se posent sur ces mondes. De plus, si ces particules sont le résultat d'une activité ou d'une action du panache entre l'intérieur et la surface, elles pourraient contenir les biomarqueurs mêmes que les sondes recherchent.
Bien sûr, des études supplémentaires sont nécessaires avant d'envoyer des atterrisseurs robotiques à des organismes comme Europa et Enceladus. Dans les années à venir, Télescope spatial James Webb mènera des études sur ces lunes et d'autres au cours de ses cinq premiers mois de service. Cela comprendra la production de cartes des lunes de Galilée, révélant des choses sur leur structure thermique et atmosphérique et recherchant sur leurs surfaces des signes de panaches.
Les données que le JWST obtient avec sa suite avancée d'instruments spectroscopiques et proche infrarouge fourniront également des contraintes supplémentaires sur leurs conditions de surface. Et avec d'autres missions comme celle proposée par l'ESA Europa Clipper en effectuant des survols de ces lunes, nous ne manquons pas de ce que nous pouvons en apprendre.
Au-delà d'être significatifs pour d'éventuelles missions futures auprès des ASSB, les résultats de cette étude sont également susceptibles d'être utiles dans le domaine de la géo-ingénierie terrestre. Essentiellement, les scientifiques ont suggéré que le changement climatique anthropique pourrait être atténué en introduisant de l'oxyde d'aluminium dans l'atmosphère, compensant ainsi le rayonnement absorbé par les émissions de gaz à effet de serre dans la haute atmosphère. En examinant les propriétés de ces grains, cette étude pourrait contribuer à éclairer les futures tentatives d'atténuation du changement climatique.
Cette étude a été rendue possible grâce en partie à un contrat fourni par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA au PSI. Ce contrat a été délivré en soutien à l'équipe d'instruments du spectromètre de cartographie et d'infrarouge Cassini Saturn Orbiter de la NASA.
