Published July 2021 | Version v1
Journal article

In situ Exploration of the Giant Planets

Others:
Laboratoire d'astrophysique de l'observatoire de Besançon (UMR 6091) (LAOB) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC) ; Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)
Radio and Space Plasma Physics Group [Leicester] (RSPP) ; University of Leicester
Department of Atmospheric, Oceanic, and Space Sciences [Ann Arbor] (AOSS) ; University of Michigan [Ann Arbor] ; University of Michigan System-University of Michigan System
Cornell University [New York]
Swedish Institute of Space Physics [Uppsala] (IRF)
PSA Peugeot - Citroën (PSA) ; PSA Peugeot Citroën (PSA)
ASP 2019 ; Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux [Pessac] (LAB) ; Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM) ; Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Groupe de spectrométrie moléculaire et atmosphérique (GSMA) ; Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centro di Ateneo di Studi e Attività Spaziali "Giuseppe Colombo" (CISAS) ; Università degli Studi di Padova = University of Padua (Unipd)
University of Leicester
Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) ; Max-Planck-Gesellschaft
Departamento de Fisica Aplicada [Bilbao] ; Universidad del Pais Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea [Espagne] (UPV/EHU)
Groupe de Recherche sur les Institutions, le Droit de l'Aménagement, de l'Urbanisme et de l'Habitat (GRIDAUH)
DLR Institut für Planetenforschung ; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt [Berlin] (DLR)
Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace (LPC2E) ; Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Paris] (CNES)
Space Science Division [San Antonio] ; Southwest Research Institute [San Antonio] (SwRI)
Physikalisches Institut [Bern] ; Universität Bern [Bern] (UNIBE)

Description

Remote sensing observations suffer significant limitations when used to study the bulk atmospheric composition of the giant planets of our solar system. This impacts our knowledge of the formation of these planets and the physics of their atmospheres. A remarkable example of the superiority of in situ probe measurements was illustrated by the exploration of Jupiter, where key measurements such as the determination of the noble gases' abundances and the precise measurement of the helium mixing ratio were only made available through in situ measurements by the Galileo probe. Here we describe the main scientific goals to be addressed by the future in situ exploration of Saturn, Uranus, and Neptune, placing the Galileo probe exploration of Jupiter in a broader context. An atmospheric entry probe targeting the 10-bar level would yield insight into two broad themes: i) the formation history of the giant planets and that of the Solar System, and ii) the processes at play in planetary atmospheres. The probe would descend under parachute to measure composition, structure, and dynamics, with data returned to Earth using a Carrier Relay Spacecraft as a relay station. An atmospheric probe could represent a significant ESA contribution to a future NASA New Frontiers or flagship mission to be launched toward Saturn, Uranus, and/or Neptune.

Abstract

International audience

Additional details

Created:
December 4, 2022
Modified:
November 29, 2023