Europe, le satellite de Jupiter, pourrait abriter des formes de vie. Lors d’une mission d’exploration, de l’électronique en silicium et germanium devrait braver les conditions extrêmement inhospitalières.
Une vie extraterrestre dans notre système solaire – ce qui ressemble à de la science-fiction n’est pas improbable selon de nombreux astronomes. Il existe même un domaine de recherche, l’exobiologie, qui s’intéresse aux indices possibles de vie dans l’espace. L’agence spatiale américaine NASA considère la lune de Jupiter Europe comme l’un des candidats les plus prometteurs : sous sa couche de glace épaisse de plusieurs kilomètres se cache probablement un immense océan qui pourrait abriter des formes de vie. En même temps, Europe est l’un des endroits les plus inhospitaliers du système solaire : des valeurs de rayonnement très élevées et des températures de surface de -180 degrés Celsius posent de grands défis aux futures missions.
Recherché : l’électronique pour les environnements spatiaux extrêmes
Dans le cadre d’un programme de la NASA, des chercheurs du Georgia Institute of Technology (GT) aux États-Unis développent une infrastructure électronique adaptée. Celle-ci doit être utilisée lorsque la NASA enverra probablement en 2027 l’Europa Lander vers le compagnon cosmique de Jupiter afin de percer la glace et d’explorer l’océan sous-jacent. Les matériaux semi-conducteurs que sont le silicium et le germanium jouent un rôle central dans ce processus. En tant qu’alliage (SiGe), ils résistent à des charges de rayonnement élevées et restent fonctionnels à basses températures, explique le professeur John D. Cressler de la School of Electrical and Computer Engineering au GT. Depuis des décennies, lui et ses étudiants travaillent sur des technologies de transistors basées sur ce matériau.
Pour créer une électronique qui résiste aux conditions environnementales de la lune de Jupiter, ils ont intégré du SiGe à l’échelle nanométrique dans un transistor ordinaire, ce qui l’a notamment rendu plus rapide. Pour les tests ultérieurs dans un environnement similaire à celui de l’Europe, ils ont fait appel au Dynamitron du Jet Propulsion Lab (JPL) de la NASA, un accélérateur de particules capable de générer des rayonnements de haute énergie comme dans l’espace. Ici, les transistors ont été exposés à des températures allant jusqu’à -160 degrés Celsius et à une dose de rayonnement de cinq millions de rads. A titre de comparaison, 200 à 400 rads sont mortels pour l’homme, indique le communiqué de la GT. Selon Cressler, les tests ont fourni la preuve que SiGe peut résister à la surface de l’Europe.
Sous la glace de plusieurs kilomètres d’épaisseur de l’Europe se trouve probablement un océan. Sur la base de mesures spectroscopiques effectuées par le télescope spatial Hubble, la NASA a calculé que des panaches de vapeur d’eau pourraient s’élever de la surface glacée jusqu’à 201 kilomètres d’altitude et retomber sous forme de gel.
Source : NASA/ESA/K. Retherford/SWRI
Silicium plus germanium : également adapté aux missions martiennes
Cressler et son équipe, ainsi que des scientifiques du JPL et de l’Université du Tennessee (UT), ont démontré les résultats de leurs travaux lors de la conférence IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference. Sur cette base, des appareils radio, des microcontrôleurs et d’autres composants devraient être développés au cours des deux prochaines années pour une utilisation en Europe, mais aussi bien au-delà. Car l’électronique qui résiste aux conditions extrêmes de la lune de Jupiter fonctionnerait dans presque tous les autres environnements spatiaux, selon Cressler, comme sur Mars. La NASA, par exemple, prévoit une mission habitée vers la planète rouge dans les années 2030 (PDF).
Photo : Stock/Ianm35