Exploration d'Io

L'exploration de Io, troisième plus gros satellite de Jupiter, a commencé avec sa découverte en 1610, et se poursuit avec les observations et les visites de vaisseaux spatiaux.

Découverte

La première observation enregistrée de Io a été faite par l'astronome toscan Galilée, le 8 janvier 1610, utilisant une lunette astronomique de grossissement 20, à l'université de Padoue, en république de Venise^[1].

Io au XVII^e siècle et XVIII^e siècle

Au cours des deux siècles et demi suivants, en raison de sa petite taille et sa distance avec la Terre, Io est resté, un objet vu comme un simple point de magnitude 5 dans les télescopes. Pourtant, la mesure de sa période orbitale, ainsi que celles des autres satellites galiléens, était une des priorités des astronomes de l'époque. En juin 1611, Galilée lui-même avait déterminé que sa période orbitale était de 42,5 heures, ce qui est seulement 2,5 minutes de plus que les mesures actuelles. Les périodes orbitales de Io et des autres satellites joviens ont fourni une validation supplémentaire à la troisième loi de Kepler. sur le mouvement planétaire et à mesurer la vitesse de la lumière. En s'appuyant sur les éphémérides produites par l'astronome Giovanni Cassini et d'autres, Pierre-Simon Laplace a élaboré une théorie mathématique pour expliquer les orbites résonantes de trois des lunes de Jupiter, Io, Europe et Ganymède^[2].

Io, Europe et Ganymède se déplacent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sur trois cercles concentriques autour de Jupiter. Chaque fois qu'Europe atteint le sommet de son orbite, Io effectue deux fois son tour. Chaque fois que Ganymède atteint le sommet de son orbite, Io effectue quatre fois son tour. — Animation montrant la résonance de Laplace entre Io, Europe et Ganymède (les conjonctions sont mises en évidence par des changements de couleur)

Io au XIX^e siècle et jusqu'en 1973

L'amélioration des télescopes et des techniques mathématiques ont permis aux astronomes des XIX^e siècle et XX^e siècle une estimation d'un grand nombre des propriétés physiques de Io, telles que sa masse, son diamètre et son albédo. Ils ont pu commencer à voir quelques éléments de sa surface^[3]^,^[4].

Période 1973-1979 : époque des Pioneers

À la fin des années 1960, un concept connu sous le nom de Planetary Grand Tour (Grand Tour planétaire) a été étudié aux États-Unis par la NASA et le Jet Propulsion Laboratory (JPL). Il aurait permis à un seul engin spatial de visiter la ceinture d'astéroïdes et toutes les planètes extérieures. La mission aurait été lancée en 1976 ou 1977. Cependant, des incertitudes subsistaient quant à savoir si un vaisseau spatial pourrait survivre au passage de la ceinture d'astéroïdes, où les micrométéorites pourraient lui causer des préjudices physiques, ou si la magnétosphère jovienne intense avec des particules chargées pourrait endommager l'électronique sensible de la sonde. Pour résoudre ces questions avant d'envoyer le plus ambitieux programme Voyager, la NASA et le Ames Research Center ont lancé des sondes jumelles, Pioneer 10 et Pioneer 11, le 3 mars 1972 et 6 avril 1973 respectivement, pour la première mission non habitée du système solaire externe^[5]^,^[6].

Deux versions de la même image d'un corps planétaire orange ; la moitié inférieure gauche des deux est éclairée. L'image de droite est plus sombre, ce qui permet de mieux voir les détails sombres à la surface du corps. — Image d'Io renvoyée par « Pioneer 11 »

Période 1979-1995: époque des Voyagers

La première observation in situ de Io avec de l'imagerie haute résolution a été réalisée par les sondes jumelles, Voyager 1 et Voyager 2, lancées le 5 septembre et le 20 août 1977 respectivement. Ces deux sondes étaient en fait une version réduite de l'ancien concept planétaire Grand Tour. Les deux sondes contenaient une instrumentation plus sophistiquée que les précédentes missions Pioneer, avec en outre des caméras à haute résolution. Cela est nécessaire pour connaitre les caractéristiques géologiques des lunes galiléennes. Elles étaient également équipées de spectromètres ayant une gamme spectrale allant de l'ultraviolet lointain au proche infrarouge, ce qui est utile pour examiner la surface de Io, la composition de sa faible atmosphère et la recherche de sources d'émissions thermiques^[7].

Période 1995-2003: époque de Galileo

Plutôt que d'effectuer un survol du système de Jupiter comme pour les missions précédentes, la sonde Galileo s'est mise en orbite autour de Jupiter et a fait des observations proches de la planète et de ses nombreuses lunes, dont Io^[8]^,^[9].

Période depuis 2003

Après la mission Galileo, les astronomes ont continué à suivre l'activité des volcans actifs de Io avec l'optique adaptative des télescopes Keck à Hawaï et l'Observatoire européen austral du Chili, ainsi que l'imagerie du télescope Hubble. Ces techniques sont utilisées pour observer les émissions thermiques et de mesurer la composition des gaz en provenance des volcans tels que Pélé et Tvashtar. L'imagerie du télescope Keck en février 2001 a révélé l'éruption volcanique la plus puissante observée dans les temps modernes, que ce soit sur Io ou sur la Terre, sur le volcan Surt^[10]^,^[11].

L'exploration future

La sonde Juno a été lancée en 2011.
D'autres missions spécifiques ont été proposées. Une mission appelée Io Volcano Observer, avec un lancement prévu en 2015, arriverait sur place en juillet 2021^[12]^,^[13].

Voir aussi

Notes et références

↑ Galileo Galilei, Sidereus Nuncius [« The Starry Messenger »], Venice, University of Padua, 2004 (1^re éd. First published 1610), 17–28 p. (lire en ligne [archive du 20 décembre 2005])
↑ (en)Cruikshank, D. P.; Nelson, R. M. (2007). "A history of the exploration of Io". In Lopes, R. M. C.; Spencer, J. R. (eds.). Io after Galileo. Springer-Praxis. p. 5–33. (ISBN 978-3-540-34681-4).
↑ W. de Sitter, « Jupiter's Galilean satellites (George Darwin Lecture) », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 91, n^o 7,‎ 1931, p. 706–738 (DOI 10.1093/mnras/91.7.706 , Bibcode 1931MNRAS..91..706D)
↑ C. Alexander et al., Europa, University of Arizona Press, 2009, 3–26 p. (ISBN 978-0-8165-2844-8), « The Exploration History of Europa »
↑ D. Muller, « Pioneer 10 Full Mission Timeline », sur Interplanetary Space Missions: Realtime Simulations, Full Timelines and Maps, 2010 (consulté le 18 février 2010)
↑ R. O. Fimmel et al., « First into the Outer Solar System », sur Pioneer Odyssey, NASA, 1977 (consulté le 5 juin 2007)
↑ « First Pictures: Voyager 1 Images Io's Volcanic Plumes – March 8, 1979 », DREWExMachina, 8 mars 2021 (consulté le 14 mai 2023)
↑ D. M Harland, Jupiter Odyssey: The Story of NASA's Galileo Mission, Springer-Praxis, 2000, 1–25 p. (ISBN 978-1-85233-301-0), « Early days »
↑ J. Perry, Spencer, J. R. et al., Io after Galileo, Springer-Praxis, 2007, 35–59 p. (ISBN 978-3-540-34681-4), « A Summary of the Galileo mission and its observations of Io »
↑ F. Marchis et al., « High-Resolution Keck Adaptive Optics Imaging of Violent Volcanic Activity on Io », Icarus, vol. 160, n^o 1,‎ 2002, p. 124–131 (DOI 10.1006/icar.2002.6955, Bibcode 2002Icar..160..124M)
↑ John Spencer, « Here We Go! » [archive du 27 février 2007], 23 février 2007 (consulté le 3 juin 2007)
↑ A. McEwen « Io Volcano Observer (IVO): Does Io have a Magma Ocean? » (2020) (lire en ligne)
—LPSC LI
↑ (en-US) « NASA Selects 2 Missions to Study ‘Lost Habitable’ World of Venus - NASA » (consulté le 16 mai 2025)