De nombreux scientifiques planétaires croient que la lune Europa de Jupiter est le meilleur concurrent de notre système solaire pour partager la distinction de la Terre d’abriter la vie. Dans un article publié dans le Journal of Aerospace Engineering de juillet 2007, un ingénieur en mécanique britannique propose d'envoyer un sous-marin pour explorer les océans d'Europe.
Carl T. F. Ross, professeur à l'Université de Portsmouth en Angleterre, propose une conception abstraite d'un engin sous-marin construit en composite à matrice métallique. Il fournit également des suggestions pour les alimentations électriques, les techniques de communication et les systèmes de propulsion appropriés pour un tel navire dans son article, "Conception conceptuelle d'un sous-marin pour explorer les océans d'Europe".
Le document de Ross évalue les options pour construire un sous-marin capable de résister à la pression sans aucun doute élevée dans les océans profonds d'Europe. Les scientifiques pensent que les océans de cette lune pourraient atteindre une profondeur de 100 kilomètres, soit dix fois plus que les océans de la Terre. Ross propose un sous-marin cylindrique de 3 mètres de long avec un diamètre interne de 1 mètre. Il pense que l'acier ou le titane, bien que suffisamment solides pour résister à la pression hydrostatique, ne conviendraient pas car le navire n'aurait pas de flottabilité de réserve. Par conséquent, le sous-marin coulerait comme un rocher au fond de l'océan. Une matrice métallique ou un composite céramique offrirait la meilleure combinaison de résistance et de flottabilité.
Ross privilégie une pile à combustible pour l'énergie, qui sera nécessaire pour la propulsion, les communications et l'équipement scientifique, mais note que les progrès technologiques dans les années qui suivent pourraient fournir de meilleures sources d'énergie.
Ross admet qu’une mission sous-marine en Europe n’aura pas lieu avant au moins 15 à 20 ans. Le scientifique planétaire William B. McKinnon est d'accord.
"Il est assez difficile et coûteux de revenir en Europe avec un orbiteur, encore moins d'imaginer un atterrissage ou une entrée dans l'océan", a déclaré McKinnon, professeur de sciences de la Terre et des planètes à l'Université de Washington à St. Louis, Missouri. «Dans le futur, et après avoir déterminé l'épaisseur de la coque de glace, nous pouvons commencer à relever sérieusement les défis d'ingénierie. Pour l'instant, il serait peut-être préférable de rechercher les endroits où l'océan est venu jusqu'à nous. Autrement dit, des sites d’éruptions récentes à la surface d’Europa, dont les compositions peuvent être déterminées à partir de l’orbite. »
Le Jet Propulsion Laboratory travaille actuellement sur un concept appelé Europa Explorer qui fournirait un vaisseau spatial à orbite basse pour déterminer la présence (ou l’absence) d’un océan d’eau liquide sous la surface de glace d’Europa. Il cartographierait également la distribution des composés d'intérêt pour la chimie pré-biotique et caractériserait la surface et le sous-sol pour une exploration future. "Ce type de mission," dit McKinnon, "nous permettrait vraiment d'obtenir la preuve tangible que nous aimerions tous que l'océan soit vraiment là, de déterminer l'épaisseur de la coquille de glace et de trouver des taches minces si elles existent."
McKinnon a ajouté qu'un orbiteur pourrait trouver des «points chauds» qui indiquent une activité géologique ou même volcanique récente et obtenir des images à haute résolution de la surface. Ce dernier serait nécessaire pour planifier tout atterrissage réussi.
Légèrement plus petite que la lune terrestre, Europa a un extérieur presque sans cratère, ce qui signifie une surface relativement "jeune". Les données de l'engin spatial Galileo montrent des signes de fonte près de la surface et de mouvements de gros blocs de croûte glacée, semblables à des icebergs ou des radeaux de glace sur Terre.
Alors que les températures de surface à midi en Europe oscillent autour de 130 K (-142 C, -225 degrés F), les températures intérieures pourraient être suffisamment chaudes pour que l'eau liquide existe sous la croûte de glace. Cette chaleur interne provient du chauffage des marées provoqué par les forces gravitationnelles de Jupiter et des autres lunes de Jupiter qui entraînent l'intérieur de l'Europe dans différentes directions. Les scientifiques pensent qu'un réchauffement de marée similaire entraîne les volcans sur une autre lune jovienne, Io. Les évents hydrothermaux du fond marin ont également été suggérés comme une autre source d'énergie possible sur Europa. Sur Terre, les volcans sous-marins et les évents hydrothermaux créent des environnements qui soutiennent des colonies de microbes. Si des systèmes similaires sont actifs sur Europa, les scientifiques pensent que la vie pourrait également y être présente.
Parmi les scientifiques, il y a un grand effort pour lancer une mission en Europe. Cependant, ce type de mission est en compétition pour un financement contre l'objectif de la NASA de retourner sur notre propre lune avec des missions humaines. Le Jupiter Icy Moon Orbiter (JIMO), une mission propulsée par l'énergie nucléaire pour étudier trois des lunes de Jupiter, a été victime de coupes dans les missions scientifiques dans le budget de l'exercice 2007 de la NASA.
Ross conçoit et améliore des sous-marins depuis plus de 40 ans, mais c'est la première fois qu'il conçoit un vaisseau pour une utilisation ailleurs que sur Terre.
"Le plus gros problème que je vois avec le robot sous-marin est de pouvoir percer ou fondre son chemin à travers un maximum de 6 km de glace, qui recouvre la surface", a déclaré Ross. «Cependant, la glace peut être beaucoup plus mince à certains endroits. Il se peut que nous ayons besoin d'un réacteur nucléaire à eau sous pression à bord du robot sous-marin pour nous donner la puissance et l'énergie nécessaires pour y parvenir. »
Alors que Ross propose d'utiliser des parachutes pour amener le sous-marin à la surface d'Europe, McKinnon souligne que les parachutes ne fonctionneraient pas dans l'atmosphère presque sans air d'Europe.
Ross a reçu des réponses très positives à son article de la part d'amis et de collègues, dit-il, y compris le célèbre astronome britannique Sir Patrick Moore. Ross dit que sa vie a tourné autour des sous-marins depuis 1959 et il trouve ce nouveau concept de sous-marin sur Europa très excitant.
McKinnon classe l'exploration d'Europa comme «extrêmement importante».
"Europa est un endroit où nous sommes à peu près sûrs d'avoir de l'eau liquide abondante, des sources d'énergie et des éléments biogéniques tels que le carbone, l'azote, le soufre, le phosphore, etc.", a-t-il déclaré. «Y a-t-il de la vie, une sorte de vie, dans l'océan Europa? Les questions ne deviennent pas beaucoup plus profondes. "
Écrit par Nancy Atkinson
