Ganymède, de nom international ., est un satellite naturel de Jupiter. Sur l'échelle des distances au centre de Jupiter, il s'agit du septième satellite naturel connu de la planète et du troisième satellite galiléen. Terminant une orbite en approximativement sept jours terrestres, il participe à une résonance orbitale dite de Laplace, de type 1:2:4, avec Europe et Io. D'un diamètre de , dépassant de 8 % celui de la planète Mercure et de 2 % celui de Titan, la plus grande lune de Saturne, Ganymède est le plus gros satellite naturel de Jupiter et le plus gros de tout le Système solaire. Étant constitué en quantités à peu près égales de roches silicatées et de glace d'eau, sa masse n'est que 45 % de celle de Mercure (constituée de roches et de métaux), mais reste la plus importante de tous les satellites planétaires du Système solaire, atteignant celle de la Lune.
Ganymède est un corps totalement différencié, constitué d'un noyau liquide riche en fer et d'un océan sous la glace de surface, lequel pourrait contenir plus d'eau que tous les océans de la Terre réunis. Les deux grands types de terrains de sa surface couvrent pour environ un tiers des régions sombres, criblées de cratères d'impacts et âgées de quatre milliards d'années et, pour les deux tiers restants, des régions plus claires, recoupées par des rainures larges et à peine plus jeunes. La cause de cette perturbation géologique n'est pas bien connue, mais est probablement le résultat d'une activité tectonique provoquée par un réchauffement par effet de marée.
C'est le seul satellite du Système solaire connu possédant une magnétosphère, probablement créée par convection à l'intérieur du cœur ferreux liquide. Sa faible magnétosphère est comprise à l'intérieur du champ magnétique beaucoup plus important de Jupiter et connectée à lui par des lignes de champ ouvertes. Le satellite a une fine atmosphère qui contient de l'oxygène atomique (), du dioxygène () et peut-être de l'ozone () ; de l'hydrogène atomique est également présent en faible proportion. On ignore encore si le satellite possède une ionosphère associée à son atmosphère ou non.
Bien que Ganymède puisse être vu à l'œil nu dans le ciel nocturne, il est considéré comme formant, avec Io, la première paire d'objets à avoir été tant détectés que résolus à l'aide d'un instrument d'optique. Leur découverte est en effet attribuée à Galilée, qui les observe séparément pour la première fois le à Padoue avec une lunette astronomique de sa fabrication. Le nom du satellite galiléen est ensuite suggéré par l'astronome Simon Marius, d'après le Ganymède mythologique. est la première sonde à l'examiner de près. Les sondes ont affiné les mesures de sa taille, tandis que la sonde a découvert son océan souterrain et son champ magnétique. La prochaine mission programmée pour explorer le système jovien est le () de l'Agence spatiale européenne, dont le lancement a été effectué le pour une durée d'un peu plus de 12 ans avec une mise en orbite autour de Ganymède à partir de .
Histoire Découverte et dénomination vignette|gauche|alt=Peinture début XVIIe, personnage barbu, pourpoint noir.|Portrait en buste de Galilée par Domenico Tintoretto (1605-1607).
Le à Padoue, Galilée observe avec une lunette astronomique de sa fabrication ce qu'il prend pour trois étoiles proches de Jupiter, qui s'avèrent être Ganymède, Callisto et la lumière combinée de Io et d'Europe. La nuit suivante, il remarque qu'elles se sont déplacées. Le , il voit les quatre objets d'un seul tenant pour la première fois, bien qu'il ait vu au moins une fois chacune des lunes auparavant. Le , Galilée conclut que ces étoiles sont en fait des corps orbitant autour de Jupiter.... Il réclame le droit de nommer les lunes ; il envisage un temps avant d'opter pour ()..
L'astronome français Nicolas-Claude Fabri de Peiresc suggère des noms tirés de la famille Médicis pour les lunes, mais sa proposition n'est pas retenue. Simon Marius, qui prétend avoir découvert les satellites galiléens dès mais n'a pas publié ses observations avant 1614, essaie de nommer les lunes la , la (pour Ganymède), la et la , mais cette nomenclature n'a jamais été retenue. Sur une suggestion de Johannes Kepler.., Marius tenta à nouveau de nommer les lunes :
vignette|centre|alt=tube long et mince, orange avec 3 bandes pourpre, damasquiné d'argent|upright=3.0|Réplique de la plus ancienne lunette astronomique conservée, attribuée à Galilée, exposée à l'observatoire Griffith de Los Angeles.
Le nom de Ganymède et des autres satellites galiléens tombe en désuétude jusqu'au milieu du . Dans la plupart des premiers documents astronomiques, Ganymède est plutôt évoquée par sa désignation numérique en chiffres romains, un système introduit par Galilée : ou le « troisième satellite de Jupiter ». À la suite de la découverte des lunes de Saturne, un système de dénomination basé sur celui de Kepler et Marius est utilisé pour les lunes de Jupiter. Ganymède est la seule lune galiléenne de Jupiter nommée d'après un personnage masculin.
La découverte de Ganymède est généralement créditée à Galilée. Cependant, d'après les archives de l'astronomie chinoise, Gan De aurait découvert en une lune de Jupiter à l’œil nu, probablement Ganymède, soit près de deux millénaires avant l'astronome italien... Les lunes galiléennes peuvent en effet être distinguées à l'œil nu, lors de leur élongation maximale et dans des conditions d'observation exceptionnelles.
Exploration Missions passées vignette|gauche|alt=disque mordoré très flou sur fond noir|Ganymède en 1973 par Pioneer 10. Quelques sondes survolant ou orbitant Jupiter ont exploré Ganymède de plus près, y compris quatre survols dans les années 1970 et plusieurs passages dans les années 1990 et 2000.
s’est approchée en premier en 1973 et en 1974.. Ces sondes ont renvoyé des informations sur le satellite., avec une détermination plus précise des caractéristiques physiques et une résolution de des éléments de la surface.. La distance la plus proche entre et Ganymède a été de ..
vignette|alt=Corps cylindrique trapu surmonté d'une grande antenne parabolique, des instruments scientifiques sur une flèche à droite|La sonde Voyager. et ont été les suivantes, passant à côté de Ganymède en 1979. Elles ont précisé sa taille et révélé qu’elle est supérieure à celle de Titan, une lune de Saturne que l’on croyait auparavant être plus grosse.. Le terrain rainuré a aussi été aperçu..
En 1995, la sonde s'est placée en orbite autour de Jupiter, puis a effectué six survols d’exploration rapprochés de Ganymède entre 1996 et 2000. Ces survols sont G1, G2, G7, G8, G28 et G29. Lors de son survol le plus proche, G2, passa à seulement de la surface de Ganymède. On a découvert le champ magnétique ganymédien durant le survol G1 de 1996. tandis que la découverte de l’océan a été annoncée en 2001. a transmis un grand nombre d’images spectrales et découvert quelques-uns des composés non glacés de la surface de Ganymède. La sonde qui a exploré le plus récemment Ganymède de près était , qui passa à proximité en 2007 sur son chemin pour Pluton. réalisa les cartes de la topographie et de la composition de Ganymède alors qu'il passait à grande vitesse...
Projets de missions en cours L'Europa Jupiter System Mission (EJSM) était un projet de mission commun entre la NASA et l'ESA pour explorer de nombreuses lunes de Jupiter, dont Ganymède. Une date de lancement avait été proposée pour 2020. En , les agences annoncèrent que la priorité a été donnée à cette mission face à la Titan Saturn System Mission.. L'EJSM était composée du de la NASA, du Jupiter Ganymede Orbiter de l'ESA, et éventuellement du Jupiter Magnetospheric Orbiter de Agence d'exploration aérospatiale japonaise. La contribution de l’ESA a été confrontée à une compétition financière d'autres projets de cette agence., mais le , la partie Européenne de la mission, renommée (JUICE), a reçu un créneau de lancement L1 avec une Ariane 5 pour 2022 dans le programme scientifique de l'ESA.. La sonde orbitera autour de Ganymède et conduira plusieurs études de Callisto et d'Europe par survols Parent page: OPAG October 2011 Presentations..
Un orbiteur autour de Ganymède basé sur la sonde Juno a été proposé en 2010 pour la Planetary Science Decadal Survey.. Les instruments probables comprenaient une caméra à résolution moyenne, un magnétomètre à grille de flux, un spectromètre à imageries visible et proche-infrarouge, un altimètre laser, des paquets de plasma à faible et à haute énergies, un spectromètre de masse ionique et neutre, un spectromètre à imagerie ultraviolette, un capteur d'ondes radio et plasma, une caméra à angle étroit, et un radar de sous-surface.
L’Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie a évoqué la mission Laplace-P, avec un accent mis sur l’astrobiologie.. Cet atterrisseur pour Ganymède serait une mission partenaire de JUICE.. Si le projet est sélectionné, le lancement aurait lieu en 2024, encore que son calendrier pourrait être révisé et aligné sur celui de JUICE. Fin 2013, le gouvernement russe a alloué 50 millions de roubles à la mission Laplace-P, ancien nom du projet, pour une proposition technique en 2015.. Une vidéo promotionnelle de Roscosmos postée en 2016 suggère quant à elle un lancement pour la décennie suivante, si la Russie arrive à surmonter les difficultés techniques et financières pesant sur la mission...
Projets de missions annulés Une autre proposition pour orbiter autour de Ganymède était le Jupiter Icy Moons Orbiter. Il était conçu pour utiliser la fission nucléaire afin de fournir de l’électricité à la sonde, un moteur ionique pour la propulsion, et aurait étudié Ganymède de façon plus détaillée qu’auparavant.. Cependant, la mission a été annulée en 2005 en raison de coupes budgétaires.. Une autre ancienne proposition était « » (en français, « la Grandeur de Ganymède »).
Projets de colonisation alt=Vue latérale d'un vaisseau spatial à proximité de la Grande Tache Rouge de Jupiter.|vignette|Vue d'artiste du vaisseau interplanétaire de près de l'atmosphère de Jupiter. La possibilité de s'établir sur Ganymède, voire de le terraformer, a été étudiée à plusieurs reprises. Ainsi, la publia en 2012 une étude sur la colonisation des lunes de Jupiter en tant que colonies potentielles alternatives à celle de Mars.. En , révéla le projet , dont le rôle a été étendu au transport d'êtres humains vers des destination lointaines du Système solaire dont Europe et les autres lunes joviennes...
L'intérêt de ce satellite naturel s'explique par plusieurs avantages potentiels. En effet, avec sa gravité proche de celle de la Lune, les effets de la dégénérescence musculo-squelettique seraient limités et les fusées dépenseraient peu de carburant en décollant. Sa petite magnétosphère protégerait mieux les colons que sur d'autres astres. Quant à la glace d'eau présente en grande quantité dans le sous-sol, elle permettrait de générer pour les colons de l'oxygène pour respirer, de l'eau potable et du carburant à fusée. L'océan sous-glacial permettrait de faire d'importants progrès scientifiques en montant de nombreuses missions d'explorations.
Mais la colonisation de Ganymède devrait aussi surmonter de nombreuses difficultés. Ainsi, concernant la santé des colons, la petite magnétosphère du satellite est dominée par celle plus puissante de Jupiter, les exposant à des taux de radiation élevés, tandis que la faible gravité cause une dégénérescence des muscles et de la densité des os. Enfin, la longueur du voyage et les coûts financiers associés au manque d'infrastructure et à l'éloignement de la Terre sont des risques supplémentaires à prendre en compte.
Caractéristiques astronomiques Orbite