Quelle mission si on atterrissait sur Europe ?

Sujet intéressant .... suggéré par Explorer: que faire si on se posait sur une Lune intégralement recouverte d'une croute de glace qui se transforme en permanence, avec probablement un océan sous ces kilomètres de banquise. Et peut-être au contact d'un noyau chaud avec le fond de cet océan une activité géothermique ....

Peut-on envisager les missions qui feraient suite aux deux missions joviennes décidées par la NASA et l'ESA utilisant des orbiters ?

Il faudra certainement s'inspirer des questionnements et solutions de l'exploration du lac Vostok, qui est le cas le plus proche sur Terre de la situation d'Europe. Si jamais on ne souhaite pas contaminer les potentiels océans d'Europe, on pourrait envisager un rover pour une exploration de la surface, mais ayant des instruments capables de sonder la planète sans creuser la croûte (sismomètre ?)

Se pose également le problème de l'atterrissage sur Europe, dépourvu d'atmosphère, qui impose une manœuvre propulsive pour toute l'approche.
Un beau casse-tête, le genre qu'adore les ingénieurs ;)

Effectivement, il faudra prévoir un atterrissage du type lunaire... et donc avec une charge utile réduite !

Hop ... quelques données sur Europe (lune de Jupiter):



Europa Quick-Look Statistics

Discovery: Jan 7, 1610 by Galileo Galilei

Diameter (km): 3,138

Mass (kg): 4.8e22 kg

Mass (Earth = 1) 0.0083021

Surface Gravity (Earth = 1): 0.135

Mean Distance from Jupiter (km): 670,900

Mean Distance From Jupiter (Rj): 9.5

Mean Distance from Sun (AU): 5.203

Orbital period (days): 3.551181

Rotational period (days): 3.551181

Density (gm/cm�) 3.01

Orbit Eccentricity: 0.009

Orbit Inclination (degrees): 0.470

Orbit Speed (km/sec): 13.74

Escape velocity (km/sec): 2.02

Visual Albedo: 0.64

Surface Composition: Water Ice

Envisagé pour étudier la banquise aux pôles de Mars ... le cryobot

http://astrobio.net/news/index.php?name=News&file=article&sid=213&theme=Printer
http://www.geotimes.org/april02/tech.html

Etude sur une mission vers Europe pour explorer l'océan sous la banquise :

http://klx.com/europa/

On s'y croirait déjà

Europe est une lune extrêmement intéressante,
et de nombreuses publications expliquent ce qu'on pourrait y faire (quelques-uns ci-dessous).
Malheureusement le budget d'une telle mission décourage de nombreux scientifiques...

http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=9451&page=1

http://www.google.fr/url?sa=t&source=web&ct=res&cd=4&url=http%3A%2F%2Ftrs-new.jpl.nasa.gov%2Fdspace%2Fbitstream%2F2014%2F16385%2F1%2F00-2396.pdf&ei=_GGiSeifBIqU0AWZucisDQ&usg=AFQjCNFSttN4h2UNJIk9mwwYShUlzW2_PQ&sig2=lKLW_kHhhpdl8FRgv-C3yw

http://www.google.fr/url?sa=t&source=web&ct=res&cd=1&url=http%3A%2F%2Fwww.lpi.usra.edu%2Fmeetings%2Fouterplanets2001%2Fpdf%2F4008.pdf&ei=dGKiSbycD5H__QaZ1IjiCw&usg=AFQjCNFH5kciGXaqPs3GyPdoOtemXZuAHQ&sig2=ey0TuDBJ6ARjMsHh5s8UTg

Le Cryobot est une vieille idée qui, j'espère, sera bientôt très prometteuse !

Lorsque j'avais rencontré ACC en 2000, je lui avais posé la question suivante, (bien que cela soit très hypothétique et que cela relève plus du domaine de la SF, je l'admets) : Serait-il possible que l'on puisse découvrir des poches d'air sous la surface de la banquise europienne ? Bon je reconnais que c'est aller un peu loin dans le spéculatif mais le bonhomme m'avait écouté avec attention quand je lui avais soumis ma question, bien que je ne sois pas scientifique, et était convaincu d'une telle possibilité.
Je cite ces mots : "J'en suis pratiquement convaincu mais pour le découvrir, il faudra creuser..." Ce qui malheureusement n'est pas au programme compte tenu de la complexité qu'exigerait une telle mission surtout à près de 800 millions de kilomètres de la Terre.
Aussi, un tel projet demeure va demeurer encore pendant quelques décennies du domaine du rêve mais comme le précise Space Opera, un lander pourrait déjà être une première étape qui en apprendrait beaucoup sur l'épaisseur exacte de la banquise Europe. Après tout, une explo en surface ce n'est pas si mal, non ?

Oula, Non surtout pas Europe. Pour rappel il est absolument et formellement interdit d'aller sur Europe.

"All these worlds are yours excepts Europa.
Attempt no landing there
Use them together
Use them in peace"

Ce ne sont pas des paroles d'évangile mais quand même respectons ça :ven:

D'accord mon cher Mustard, mais si un engin inhabité se pose est-ce que cela compte ? :eeks: :eeks: :eeks:

Explorer a écrit:D'accord mon cher Mustard, mais si un engin inhabité se pose est-ce que cela compte ? :eeks: :eeks: :eeks:

Le message dit juste de ne pas y atterrir, point, sous entendu "habité ou pas". Zone réservée et interdite sinon ... sinon ... bah sinon j'sais pas quoi ... mais ... voila.

Message à 2min:
https://www.youtube.com/watch?v=vhMYgq-0cGI&feature=PlayList&p=0867B5BB2765F6BE&playnext=1&index=14

Mustard a écrit:

Explorer a écrit:D'accord mon cher Mustard, mais si un engin inhabité se pose est-ce que cela compte ? :eeks: :eeks: :eeks:

Le message dit juste de ne pas y atterrir, point, sous entendu "habité ou pas". Zone réservée et interdite sinon ... sinon ... bah sinon j'sais pas quoi ... mais ... voila.

Message à 2min:
https://www.youtube.com/watch?v=vhMYgq-0cGI&feature=PlayList&p=0867B5BB2765F6BE&playnext=1&index=14

Si vous aviez lu la suite (2061 et 3011), vous sauriez que même les sondes sont interdites et seront détruites ! Jusqu'à ce que...

Bon .... on va pas dupliquer ici la partie du forum sur les ouvrages de SF .... (bien que les romans de Arthur C Clarke aient toujours une place particulière dans ma bibliothèque).
On a une autorisation provisoire de la civilisation du monolithe pour réfléchir à ce qu'on pourrait faire ... vu qu'on ne va pas le faire pour de vrai dans un premier temps ... on leur enverra un SMS si on envisage ultérieurement de passer à l'acte. :blbl:


Alors on a dit :


- un lander serait déjà pas mal pour une étape complémentaire à celle des orbiters. mais aussi que l'atterrissage est un problème sérieux .....

- envisager de forer la croute de banquise... cela parait une ambition très chère (oui mais ici on peut réfléchir et proposer ... c'est gratos )

- un sous-marin pour explorer l'océan : il faudra le faire passer par le trou du forage .... et il faut assurer les transmissions des données ...

Bref il y a de quoi se torturer les neurones ....

Bref, voilà un sujet de travail pour les étudiants. Trouver un matériau suffisamment résistant pour résister à la pression de plusieurs milliards de tonnes de glace et auquel soit raccordé un mini submersible...
Pour le matériau, j'ai peut-être une idée. :study:
Par contre pour les autres points, je sèche... :???:

Explorer a écrit:Bref, voilà un sujet de travail pour les étudiants. Trouver un matériau suffisamment résistant pour résister à la pression de plusieurs milliards de tonnes de glace

Le fait que la banquise soit en permanence en train de "travailler" augmente les risques d'un forage qui sera forcément long (si on doit traverser des dizaines de km de banquise). Si les modifications de la glace sont assez rapides ... le conduit va se fracturer ou se reboucher ... sauf si on trouve la parade.
Comment est-ce géré pour les forages en Antarctique (mais c'est peut-être moins un problème car cela repose au moins en partie sur du rocher) ?

montmein69 a écrit:

Explorer a écrit:Bref, voilà un sujet de travail pour les étudiants. Trouver un matériau suffisamment résistant pour résister à la pression de plusieurs milliards de tonnes de glace

Le fait que la banquise soit en permanence en train de "travailler" augmente les risques d'un forage qui sera forcément long (si on doit traverser des dizaines de km de banquise). Si les modifications de la glace sont assez rapides ... le conduit va se fracturer ou se reboucher ... sauf si on trouve la parade.
Comment est-ce géré pour les forages en Antarctique (mais c'est peut-être moins un problème car cela repose au moins en partie sur du rocher) ?

Le forage en Antarctique est assez stable je pense, car la glace ne bouge pas et ne se reforme pas.
Pour descendre avec peu de moyens, une solution simple serait de chauffer. Il faut embarquer beaucoup d'énergie, mais ça me semble plus facile que de percer. Une fois passé la couche de glace, le robot doit alors nager. Le problème, c'est la communication avec l'extérieur. Il me semble toutefois que sur des longueurs d'onde très courtes et une bonne intensité, ça doit pouvoir traverser, non ?

A+,
Argyre

Je crois que l'idée envisagée pour Europa Delta Clipper était celle d'un générateur nucléaire qui aurait fait fondre la glace tout autour du submersible.
Par contre, pour ce qui est des transmissions, je ne sais pas.
L'idée a été abandonnée car jugée infaisable (si ma mémoire ne me trompe pas)...

La transmission filaire peut-être une solution. Mais le robot foreur/nageur aurait un fil à la patte qui limiterait son déplacement. Et il faut tenir compte de la masse totale si le fil fait des km de long.
Ou bien on équipe le puits de forage de "répéteurs" ... mais il faut les emporter dans ce puits et les fixer dans un évidement? Donc un sacré travail que le robot devrait effectuer en plusieurs étapes pour le forage (après chaque segment de forage et installation du relais de com, il remonte prendre du matos ...).
Evidemment la stabilité de la banquise et donc l'état d'intégrité du puits de forage sur la durée de la mission est indispensable. Je pense cependant qu'on ne connait pas de solution pour le "préserver" de mouvements de la banquise ... comme un gainage métallique. Très difficile de résister à des contraintes (compression, cisaillement, etc ...) si importantes.

Mais si on suppose que c'est faisable (évolution lente de la banquise) sous l'eau le robot devient autonome à condition de savoir transmettre vers le répéteur à la base du puit de forage. Cela doit dépendre de la "composition chimique" de l'eau qu'on ne connait pas à l'avance .
Je crois que les systèmes de transmission non-filaires pour les explorations maritimes, utilisent des ultra-sons ?

montmein69 a écrit:Je crois que les systèmes de transmission non-filaires pour les explorations maritimes, utilisent des ultra-sons ?

Dans l'eau, le son et les ultrasons se propagent très bien, mais dans la glace, j'en suis moins sûr. A priori, dans la neige c'est catastrophique car il y a beaucoup d'air, mais dans une glace compacte, ça passe peut-être très bien. Il n'y a qu'à faire une expérience :scratch: :
on met un téléphone portable dans un plastique étanche, puis dans un bac d'eau. On met le tout au congélateur. On attend que tout soit pris dans la glace, puis on le sort. Ensuite, on colle son oreille sur la glace, on fait sonner le portable et on écoute le son ...
Résultat :?:

A+,
Argyre

Il n'y a qu'à faire une expérience :
on met un téléphone portable dans un plastique étanche, puis dans un bac d'eau. On met le tout au congélateur. On attend que tout soit pris dans la glace, puis on le sort. Ensuite, on colle son oreille sur la glace, on fait sonner le portable et on écoute le son ...

Ça peut peut-être marcher avec quelques centimètres voire quelques mètres de glace, mais de là à ce que ça marche avec une épaisseur de plusieurs kilomètres de glace, et même avec un émetteur plus puissant qu'un portable, je n'en suis pas si sûr.
On en revient au problème de l'épaisseur de la couche de glace d'Europe, qu'il faudra déterminer, avant d'envisager un quelconque moyen de la traverser.

Mais sinon, pour percer la glace, on peut toujours utiliser une noix comme Scrat dans l'Age de Glace. :megalol:

DeepField a écrit:

Il n'y a qu'à faire une expérience :
on met un téléphone portable dans un plastique étanche, puis dans un bac d'eau. On met le tout au congélateur. On attend que tout soit pris dans la glace, puis on le sort. Ensuite, on colle son oreille sur la glace, on fait sonner le portable et on écoute le son ...

Ça peut peut-être marcher avec quelques centimètres voire quelques mètres de glace, mais de là à ce que ça marche avec une épaisseur de plusieurs kilomètres de glace, et même avec un émetteur plus puissant qu'un portable, je n'en suis pas si sûr.

Oui, pour le son ou l'ultrason, ça parait bien difficile.
Néanmoins, pour les ondes radio, il faut voir, notamment grâce à la technologie radar dite à ouverture synthétique (SAR). Sur Terre, il y aura bientôt le satellite Cryosat qui mesurera l'épaisseur de la glace. Voir http://www.esa.int/esapub/br/br199/br199.pdf
Je ne sais pas quelles sont les limites de détection en terme d'épaisseur, mais ça parait prometteur. En fait, l'objectif d'un tel détecteur est de mesurer l'intensité de l'écho radar qui revient. En ce qui concerne l'application à une mission sur Europe, ce n'est pas l'écho qui serait reçu mais le signal du robot sous la glace et l'objectif serait de communiquer en faisant passer des informations dans l'onde porteuse. Sachant qu'on peut concentrer le signal sur une direction particulière, intuititvement, je pense que ça doit être faisable, quitte à devoir communiquer sur un débit très faible.

Cordialement,
Argyre

Petite question, car ce n'est pas ma spécialité : Quelles sont les ondes susceptibles de passer à travers une couche de glace de plusieurs kilomètres d'épaisseur ?

edit : Argyre, tu veux dire sur quel genre de débit ?

Explorer a écrit:Petite question, car ce n'est pas ma spécialité : Quelles sont les ondes susceptibles de passer à travers une couche de glace de plusieurs kilomètres d'épaisseur ?

edit : Argyre, tu veux dire sur quel genre de débit ?

Je ne voudrais pas dire de bêtise, donc à confirmer, mais je pense qu'il s'agit des ondes très basse fréquence, quelques kHz.
Sinon, je parlais du débit d'informations en nombre de bits par seconde. Si on reçoit un signal faible et bruité, on ne peut pas y placer beaucoup d'informations, quel que soit le codage utilisé. Par exemple quelques dizaines de bits par seconde serait un débit très faible .... mais mieux que rien !

A+,
Argyre

Pour les transmissions, je me disais qu'on pouvait sous l'eau utiliser des ultra-sons entre le robot sous-marin et une base-relais placée à la base du puits de forage (interface eau/banquise) , puis on remonte le signal le long de ce puits (en filaire ou avec des répéteurs espacés) , en haut du puits une antenne relaye vers un orbiter. C'est ce que j'avais suggéré dans mon post

Un schéma simpliste mais qui concrétise le concept :



Evidemment une solution de liaison directe entre le sous-marin et l'orbiter est séduisante car elle affranchirait de toute installation de relais, compliqués à installer.
Il s'agit de savoir quel doit être la taille de l'engin émetteur (radar ?) à installer dans le sous-marin, sa puissance et l'énergie nécessaire pour émettre d'en dessous de la banquise.

Il faut aussi composer avec les "passages " de l'orbiter au dessus de la zone où se trouve le sous-marin, mais cet aspect des difficultés doit être solutionnable.

Comme on voit tout un tas de challenges technologiques à résoudre et des défis passionnants à relever.