​La mission Juice (Jupiter Icy Moons Explorer) de l'Agence spatiale européenne (ESA) doit partir en 2022 explorer les lunes glacées de Jupiter. Au terme d'un voyage de sept ans et demi, Juice devra être opérationnelle, à une distance de la Terre comprise entre quatre et six fois la distance Terre – Soleil. Ainsi la sonde devra-t-elle être alimentée en énergie uniquement par ses panneaux solaires pendant plus de dix ans.

La faiblesse du flux solaire près de Jupiter impose le choix de cellules photovoltaïques très performantes, dites « triples-jonctions », dont les trois jonctions élaborées avec des matériaux distincts (GaInP, GaAs, Ge) permettent d'absorber plus largement le spectre solaire qu'une seule jonction.

Or, l'environnement de Jupiter est particulièrement hostile à ces cellules : elles vont subir à très basse température (120 K) les assauts de particules de hautes énergies piégées par la magnétosphère géante de la planète. Le bombardement d'électrons ou de protons va créer des défauts dans les matériaux des jonctions et réduire les performances photovoltaïques au fil du temps.

Jusqu'à présent, les cellules solaires spatiales étaient de type silicium et la création de défauts sous irradiation était réputée identique quelle que soit la température de fonctionnement. Ce n'est plus vrai pour les cellules élaborées avec d'autres semi-conducteurs. D'où la nécessité d'étudier leur comportement sous irradiation à basse température par des expériences de vieillissement accéléré.

Une équipe du Laboratoire des solides irradiés (Iramis) a mesuré la dégradation des performances de chacune des trois jonctions pour plusieurs températures et flux de protons d'un MeV, produits par la plateforme Jannus de la Direction de l'énergie nucléaire, à Saclay. C'est en définitive la jonction en germanium qui se révèle limitante dans les conditions de la mission Juice.