Jupiter Icy Moon Explorer
Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) – sonda Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) mająca dotrzeć do układu Jowisza, w celu przebadania trzech jego księżyców: Ganimedesa, Kallisto i Europy[1]. Sonda ma przeprowadzić poszukiwania płynnej wody znajdującej się pod powierzchnią tych obiektów, pod kątem możliwości występowania na nich życia. Ogłoszenie wyboru misji nastąpiło 2 maja 2012[2].
| |
| Zaangażowani | |
|---|---|
| Rakieta nośna |
Ariane 5 |
| Miejsce startu | |
| Cel misji | |
| Orbita (docelowa, początkowa) | |
| Czas trwania | |
| Początek misji |
14 kwietnia 2023 (12:14 UTC) |
| Koniec misji |
2035 |
| Wymiary | |
Historia edytuj
Projekt misji został opracowany na podstawie wcześniejszego projektu Jupiter Ganymede Orbiter, który miał stanowić wkład ESA do misji Europa Jupiter System Mission – Laplace (EJSM/Laplace)[3]. Stanie się pierwszą misją klasy L (Large mission), L1 w Wizji Kosmicznej ESA. W kwietniu 2012 r. misja JUICE została wybrana przez ESA do realizacji, konkurując z projektem LISA (Laser Interferometer Space Antenna lub New Gravitational Wave Observatory), mającym na celu bezpośrednie wykrycie fal grawitacyjnych[4][5].
Plany edytuj
Według planu start miał się odbyć 13 kwietnia 2023, jednak został odłożony ze względu na złą pogodę[6]. Sonda została wyniesiona w przestrzeń za pomocą rakiety nośnej Ariane 5 (pierwotnie zakładano że będzie to rakieta Ariane 6) dzień później 14 kwietnia o 14:14 CEST[7]. O 15:04 sonda nawiązała kontakt z Ziemią, a o 15:33 rozwinęła panele słoneczne[7].
Sonda w trakcie swojej podróży wykona cztery asysty grawitacyjne wokół Ziemi, Księżyca i Wenus[7], by po ok. 8 latach dotrzeć do systemu Jowisza[1]. Trzy lata później, po przeprowadzeniu manewrów wokół Jowisza i jego księżyców, sonda wejdzie na orbitę księżyca Jowisza – Ganimedesa. W aparaturze badawczej znajdą się kamery, spektrometry i radar.
Cele naukowe edytuj
Misja Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) przeprowadzi szczegółowe badania Ganimedesa jako obiektu planetarnego oraz dokona oceny potencjału do występowania na nim życia. Badania pozostałych księżyców galileuszowych, Europy i Kallisto, pozwolą na przeprowadzenie analiz porównawczych[8]. Uważa się, że te trzy księżyce mogą zawierać wewnętrzne oceany ciekłej wody, a ich zbadanie pomogłyby w zrozumieniu możliwości występowania życia w lodowych światach.
Główne cele naukowe przewidziane dla badań Ganimedesa i (w mniejszym stopniu) dla Kallisto są następujące:
- zbadanie powierzchniowych oceanów oraz wykrycie przypuszczalnych podpowierzchniowych zbiorników wodnych;
- zmapowanie topograficzne, geologiczne oraz wyglądu powierzchni;
- zbadanie fizycznych właściwości skorupy lodowej;
- zbadanie wewnętrznego rozkładu masy księżyca, dynamiki i ewolucji jego wnętrza;
- zbadanie jego atmosfery;
- zbadanie jego pola magnetycznego oraz jego oddziaływania z magnetosferą Jowisza.
Badania Europy będą skupiały się na określeniu składu chemicznego atmosfery pod kątem możliwości występowania życia, w tym istnienia w niej cząsteczek organicznych, oraz właściwości ukształtowania powierzchni i niewodnego lodu. Ponadto JUICE przeprowadzi po raz pierwszy podpowierzchniowe sondowanie tego księżyca, w tym badanie minimalnej grubości pokrywy lodowej w najbardziej obecnie aktywnych regionach.
Sonda edytuj
Główne założenia projektu sondy wynikają z dużych odległości od Słońca, wykorzystaniu energii słonecznej oraz wysokiego promieniowania Jowisza. Parametry orbit Jowisza i Ganimedesa oraz duża liczba manewrów przelotowych (ponad 25 asyst grawitacyjnych i dwa przeloty w pobliżu Europy) wymagają, by sonda miała duży zapas paliwa chemicznego w ilości około 3 ton[9].
Instrumenty sondy edytuj
21 lutego 2013 ESA ogłosiła listę eksperymentów, które ma przeprowadzić sonda JUICE. Na jej pokładzie znajdzie się dziesięć instrumentów naukowych. Dodatkowy eksperyment wykorzysta system telekomunikacyjny sondy i sieć radioteleskopów na powierzchni Ziemi[10][11].
Dwa z instrumentów naukowych sondy: eksperyment fal submilimetrowych (SWI) oraz eksperyment fal radiowych i plazmowych (RPWI) powstają z udziałem Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk[12] oraz firmy Astronika[13].
| Instrument | Opis instrumentu
Kierownik eksperymentu (Principal Investigator) |
|---|---|
| JANUS (Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator) | Kamera optyczna przeznaczona do badania globalnej, regionalnej i lokalnej morfologii i procesów na księżycach oraz obserwacji chmur na Jowiszu.
Kamera wyposażona w 13 filtrów barwnych. Pole widzenia 1,3°. Rozdzielczość przestrzenna do 2,4 m na powierzchni Ganimedesa i ok. 10 km na Jowiszu.
|
| MAJIS (Moons and Jupiter Imaging Spectrometer) | Hiperspektralny spektrometr obrazujący w podczerwieni przeznaczony do obserwacji struktury chmur troposferycznych na Jowiszu oraz scharakteryzowania lodów i minerałów na powierzchni księżyców lodowych.
Obserwacje w zakresie długości fal 0,4 – 5,7 µm z rozdzielczością spektralną 3 – 7 nm. Rozdzielczość przestrzenna do 25 m na powierzchni Ganimedesa i ok. 100 km na Jowiszu.
|
| UVS (UV imaging Spectrograph) | Spektrometr obrazujący w ultrafiolecie przeznaczony do scharakteryzowania składu i dynamiki egzosfer księżyców lodowych, badania jowiszowych zórz polarnych oraz składu i struktury górnych warstw atmosfery. Instrument posłuży do wykonywania obserwacji zarówno w nadirze, jak i do sondowania podczas okultacji słonecznych i gwiazdowych.
Obserwacje w zakresie długości fal 55 – 210 nm z rozdzielczością spektralną < 0,6 nm. Rozdzielczość przestrzenna do 0,5 km na powierzchni Ganimedesa i 250 km na Jowiszu.
|
| SWI (Sub-millimeter Wave Instrument) | Instrument do obserwacji w zakresie fal submilimetrowych przeznaczony do badania rozkładu temperatury, składu i dynamiki stratosfery i troposfery Jowisza oraz egzosfer i powierzchni księżyców lodowych.
Spektrometr heterodynowy z anteną o średnicy 30 cm, pracujący w dwóch zakresach widmowych (1080 – 1275 GHz i 530 – 601 GHz) ze spektralną zdolnością rozdzielczą ok. 107.
|
| GALA (GAnymede Laser Altimeter) | Wysokościomierz laserowy służący do badania deformacji pływowych Ganimedesa oraz morfologii i topografii powierzchni księżyców lodowych.
Rozdzielczość pozioma 20 m i pionowa 0,1 m z wysokości 200 km.
|
| RIME (Radar for Icy Moons Exploration) | Radar penetrujący lód przeznaczony do badania podpowierzchniowej struktury księżyców lodowych do głębokości 9 km z rozdzielczością pionową do 30 m wewnątrz lodu.
Radar pracujący na częstotliwości centralnej 9 MHz (szerokość pasma 1 i 3 MHz) z anteną o rozmiarze 16 m.
|
| J-MAG (A magnetometer for JUICE) | Magnetometr przeznaczony do scharakteryzowania jowiszowego pola magnetycznego, jego interakcji z wewnętrznym polem magnetycznym Ganimedesa oraz do zbadania podpowierzchniowych oceanów na księżycach lodowych.
Magnetometry transduktorowe (bliższy i dalszy) umieszczone na wysięgniku.
|
| PEP (Particle Environment Package) | Zestaw instrumentów przeznaczony do scharakteryzowania środowiska plazmowego w układzie Jowisza.
Pomiary gęstości i strumieni dodatnich i ujemnych jonów, elektronów, neutralnych gazów egzosferycznych, plazmy termicznej i wysokoenergetycznych atomów neutralnych w zakresie energii od < 0,001 eV do > 1 MeV. Skład egzosfer księżyców zostanie zmierzony ze zdolnością rozdzielczą powyżej 1000.
|
| RPWI (Radio & Plasma Wave Investigation) | Instrument do odbioru fal radiowych i plazmowych przeznaczony do scharakteryzowania emisji radiowych i środowiska plazmowego Jowisza i jego księżyców lodowych.
W skład RPWI wchodzą cztery eksperymenty: GANDALF, MIME, FRODO i JENRAGE. Zestaw czujników, w tym dwie sondy Langmuira, posłuży do pomiarów wektorów pola elektrycznego prądów stałych aż do częstotliwości 1,6 MHz oraz do scharakteryzowania plazmy termicznej. Anteny i odbiorniki średniej i wysokiej częstotliwości posłużą do pomiarów pól elektrycznych i magnetycznych w emisjach radiowych w zakresie częstotliwości 80 kHz – 45 MHz.
|
| 3GM (Gravity & Geophysics of Jupiter and Galilean Moons) | Eksperyment radiowy składający się z transpondera w paśmie Ka i ultrastabilnego oscylatora.
Pomiary pola grawitacyjnego Ganimedesa (do 10. stopnia), rozmiarów podpowierzchniowych oceanów na księżycach lodowych oraz badania struktury neutralnych atmosfer i jonosfer Jowisza (w zakresie 0,1 – 800 mbar) i jego księżyców.
|
| PRIDE (Planetary Radio Interferometer & Doppler Experiment) | Eksperyment wykorzystujący system telekomunikacyjny sondy JUICE i system obserwatoriów VLBI do wykonania precyzyjnych pomiarów pozycji i prędkości sondy, w celu zbadania pól grawitacyjnych Jowisza i księżyców lodowych.
|
Zobacz też edytuj
Przypisy edytuj
- ↑ a b ESA – Selection of the L1 mission. Europejska Agencja Kosmiczna, 2012-04-17. [dostęp 2012-05-05]. (ang.).
- ↑ Jonathan Amos: Esa selects 1bn-euro Juice probe to Jupiter. BBC News Online, 2012-05-02. [dostęp 2012-05-05]. (ang.).
- ↑ JUICE (JUpiter ICy moon Explorer): a European-led mission to the Jupiter system. 2011. [dostęp 2012-05-05]. (ang.).
- ↑ Emily Lakdawalla: JUICE: Europe's next mission to Jupiter?. The Planetary Society, 2012-04-18. [dostęp 2012-05-05]. (ang.).
- ↑ Jonathan Amos: Disappointed astronomers battle on. BBC News Online, 2012-04-19. [dostęp 2012-05-05]. (ang.).
- ↑ Press Association, ESA mission to explore Jupiter’s moons postponed due to risk of lightning [online], TheJournal.ie, 13 kwietnia 2023 [dostęp 2023-04-15] (ang.).
- ↑ a b c ESA’s Juice lifts off on quest to discover secrets of Jupiter’s icy moons [online], esa.int [dostęp 2023-04-15] (ang.).
- ↑ JUICE. Science objectives. Europejska Agencja Kosmiczna, 2012-03-16. [dostęp 2012-05-05]. (ang.).
- ↑ JUICE. Spacecraft. Europejska Agencja Kosmiczna, 2012-03-16. [dostęp 2012-05-05]. (ang.).
- ↑ ESA: ESA chooses instruments for its Jupiter icy moons explorer. 2013-02-21. [dostęp 2013-03-07]. (ang.).
- ↑ ESA: JUICE. Science Payload. 2013-03-07. [dostęp 2013-03-07]. (ang.).
- ↑ Polskie instrumenty kosmiczne w misji JUICE. Ministerstwo Gospodarki, 2014-03-26. [dostęp 2014-03-27]. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-03-27)]. (pol.).
- ↑ Departament Komunikacji, Polskie firmy uczestniczą w międzynarodowych misjach kosmicznych – Ministerstwo Rozwoju [online], mr.gov.pl, 19 kwietnia 2017 [dostęp 2017-10-16] [zarchiwizowane z adresu 2017-10-16] (pol.).