La NASA a longtemps ignoré Uranus, mais cela est sur le point de changer

Uranus est peut-être la planète la plus étrange du Système solaire. À un moment donné de son histoire, cette géante glacée s’est renversée et a continué de tourner sur le flanc. Plus d’une dizaine d’anneaux ceignent ce monde que 27 lunes suivent dans son orbite. L’atmosphère y est un mélange d’hydrogène, d’hélium et de composés plus lourds présents sous forme de glace dans les profondeurs de ses nuages.

Mais hormis une poignée de faits intrigants, les scientifiques en savent terriblement peu sur ce monde bleu et lactescent visité pour la première et unique fois par la sonde Voyager 2 en 1986.

Un rapport préparé par des planétologues et publié cette semaine recommande à la NASA de faire d’une mission vers Uranus sa priorité principale pour la décennie qui vient. On pourrait assister au lancement d’une sonde vers la septième planète du Système solaire dès 2031, ce qui laisse tout de même le temps aux plaisantins de nous rabattre les oreilles avec leurs inévitables blagues sur le nom de la planète.

« Je pense que nous allons y observer quelques surprises extraordinaires et bien réelles et en apprendre énormément sur la formation de cette planète en général, et nous pourrions même découvrir de nouveaux mondes océaniques », prédit Jonathan Lunine, professeur de sciences physiques de l’Université Cornell et président du panel sur les planètes géantes à l’origine du rapport.

Un des attraits principaux de cette mission est que les planètes du type d’Uranus (ou de Neptune, l’autre géante glacée du Système solaire) pourraient bien être les plus fréquentes dans notre galaxie. Certains chercheurs pensent qu’en levant le voile sur les mystères d’Uranus (son champ magnétique étrange, sa structure interne dissimulée, ses températures étonnamment glaciales), nous pourrons non seulement comprendre les géantes glacées de l’ensemble de la Voie lactée, mais aussi recueillir des indices quant à l’histoire de notre Système solaire.

La mission proposée (« Uranus Orbiter and Probe ») enverrait une petite sonde renifler l’atmosphère de la planète pendant qu’un orbiteur tournerait autour d’Uranus durant des années. C’est un plan similaire à celui de la mission Cassini, qui est allée explorer Saturne et ses environs de 2004 à 2017.

« Les bénéfices de cette mission vont être si nombreux qu’ils concerneront presque tous les domaines de la planétologie », déclare Heidi Hammel, planétologue de l’Association des universités pour la recherche astronomique. Lors de notre appel vidéo, j’aperçois une Uranus en peluche accrochée derrière elle. Avant que nous ne raccrochions, la planète bleue et duveteuse me fait un high five. « Je suis plutôt heureuse », se réjouit Heidi Hammel.

UNE SONDE INTERPLANÉTAIRE DU FUTUR

Chaque décennie, les planétologues établissent une liste de recommandations concernant ce qu’il conviendrait de prioriser en matière d’exploration et de recherche au cours des dix années qui vont suivre. Le document qui en résulte, qu’on appelle « enquête décennale sur la planétologie », sert de guide à la NASA et à la Fondation nationale pour la science pour décider des projets dans lesquels investir.

La précédente enquête décennale, publiée en 2011, recommandait à la communauté de donner la priorité à une mission de retour d’échantillons martiens (MRS) composée de plusieurs volets. L’astromobile Perseverance de la NASA mène en ce moment même la première phase de cette mission. Celui-ci parcourt le sol martien à la recherche d’échantillons de roches et de terre qu’il stockera dans l’attente de leur éventuel rapatriement sur Terre. En 2011, l’enquête préconisait également une mission à destination d’Europe, lune glacée de Jupiter, qui est un des lieux les plus susceptibles de recéler la vie dans le Système solaire. Grâce à cette recommandation, la mission Europa Clipper a vu le jour et devrait être lancée en octobre 2024.

Il y a dix ans, l’exploration d’Uranus était déjà en troisième position sur la liste des priorités publiée par le rapport.

« Vous savez, d’avoir deux enquêtes décennales de suite recommandant d’aller sur Uranus, c’est une bonne chose, confie Heidi Hammel. Cela montre de la cohérence et montre le désir de la communauté des planétologues de revenir vers ce système. »

L’enquête décennale réalisée en 2022 souligne toute l’importance qu’il y a à chercher de la vie dans notre Système solaire ailleurs que sur Terre, et en particulier de la vie sous-marine : des organismes capables de survivre sous la surface martienne ou dans les océans qui clapotent à l’intérieur de lunes lointaines. « La NASA devrait accélérer le développement et la validation de technologies de détection de la vie prêtes à l’emploi », a déclaré Robin Canup, co-présidente du rapport décennal sur les sciences planétaires et chercheuse au Southwest Research Institute, lors d’une intervention. Rendre visite à Encélade, lune glacée de Saturne dont l’océan souterrain pourrait abriter une biosphère florissante, est la deuxième priorité de la liste. Mais il faudra certainement attendre les années 2050 pour s’y rendre. Les conditions seront alors plus favorables pour l’exploration de son pôle sud sujet aux éruptions.

Néanmoins, c’est Uranus, une planète dont il est presque certain qu’elle n’abrite pas la vie telle qu’on la connaît, qui a été élue comme mission la plus importante dans le rapport de 2022.

« Il nous paraissait clair qu’Uranus était la candidate idéale en matière d’exploration et de découvertes à réaliser, indique Jonathan Lunine. Je pense que c’est une mission évidente. »

LES ROYAUMES GLACÉS D’URANUS

Uranus, qui doit son nom au dieu grec du ciel étoilé, permettra peut-être de comprendre des milliers d’autres planètes orbitant autour d’étoiles distantes et qui, pour la plupart, font à peu près la même taille que cette géante glacée.

« Uranus représente peut-être le type d’exoplanète le plus ordinaire dans le cosmos, et nous en savons si peu à son sujet que toute connaissance que nous pourrions tirer du système uranien serait inestimable », nous explique par e-mail Paul Byrne, planétologue de l’Université de Washington à Saint-Louis. « J’ai hâte de voir cette mission décoller ! »

On ne sait pas quand ni comment Uranus s’est renversée, ni même comment une planète aussi désaxée a pu garder un système de lunes aussi ordonné. Les scientifiques ne savent pas grand-chose concernant la structure interne de la planète et ignorent pourquoi il y fait beaucoup plus froide que sur Neptune. D’ailleurs, l’observation du champ magnétique de la planète par la sonde Voyager révèle que celui-ci est « vraiment bizarre, vraiment décalé, et incliné », pour reprendre les mots de Heidi Hammel.

Au fil des décennies, le télescope spatial Hubble et les observatoires terrestres ont épié d’étranges signatures thermiques émanant des anneaux de la planète, une éruption de nuages brillants sur toute sa surface, mais aussi des aurores rayonnantes et des vents violents. Il n’y a pas si longtemps, en 2003, des chercheurs ont même découvert de nouvelles lunes.

La mission proposée, qui pourrait coûter jusqu’à 3,9 milliards d’euros, améliorerait de manière spectaculaire notre connaissance du système uranien. Si cela se passe comme prévu, une sonde s’immiscera dans l’atmosphère de la planète et effectuera des relevés détaillés de sa composition. Un orbiteur de plus grande taille, équipé d’instruments scientifiques en tout genre, scrutera la planète, ses anneaux et ses satellites pendant plusieurs années.

« Beaucoup de ces lunes sont merveilleuses à regarder et montrent des signes d’activité sur leur surface », commente Robin Canup.

Parmi les lunes d’Uranus, qui tirent leur nom de personnages des œuvres de Shakespeare et d’Alexander Pope, la couronne de l’originalité revient à Miranda. De loin l’un des satellites les plus étranges du Système solaire, Miranda ressemble à un travail bâclé, ses paysages ont l’air d’avoir été rafistolés. Et encore, nous ne savons même pas à quoi ressemble la face cachée de cette Franken-lune (les images granuleuses fournies par Voyager ne montrent qu’une moitié de ce monde minuscule).

Plus important encore peut-être est le fait de découvrir si, oui ou non, certaines lunes glacées tournant autour d’Uranus (comme Titan ou Obéron) possèdent des océans sous leur surface (comme c’est le cas d’Europe et d’Encélade). Selon Jonathan Lunine, ces océans pourraient bien reposer sur un plancher rocheux et posséder une réserve plus riche de matières organiques, qui sont nécessaires à la formation de la vie telle que nous la connaissons, que les lunes se trouvant plus près du Soleil.

« Est-ce que ce ne serait pas géant si au moins une des lunes d’Uranus avait un océan ? » demande-t-il.

EN ATTENDANT URANUS

Les planétologues vont devoir attendre un moment pour apercevoir Uranus de près, car il faut des années, voire même des décennies, pour qu’une sonde atteigne le Système solaire externe.

Telle qu’elle est conçue, la mission « Uranus Orbiter and Probe » pourrait être lancée grâce à une fusée Falcon Heavy fabriquée par SpaceX entre 2031 et 2038, voire même plus tard, pour profiter d’un alignement favorable des planètes. Une fois dans l’espace, le trajet le plus court prendrait environ 13 ans, ce qui signifie que la sonde n’attendra pas l’orbite d’Uranus avant le milieu des années 2040 au plus tôt.

Mais Heidi Hammel ainsi que d’autres qui, comme elle, ont passé des années à étudier les géantes glacées avec des données relativement éparses, ne sont pas dérangés par le fait que cette mission n’atteindra son objectif qu’une fois qu’ils auront pris leur retraite ou, comme le dit Heidi Hammer, qu’une fois qu’elle sera en train de chanceler dans une maison de retraite.

« Cette mission n’est pas pour moi. C’est pour la génération suivante, lance-t-elle. Il y a vingt ans, j’aurais pu dire : "J’ai vraiment envie de ça, je veux qu’on y aille avant que je ne prenne ma retraite." Mais ça a changé. C’est plutôt : "Je veux voir son lancement avant de partir en retraite, car comme ça je saurai que c’est pour de bon." »