Jupiter Icy Moons Explorer

Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE)

JUICE (művész rajza)
Vevő Európai Űrügynökség
Operátor Európai Űrügynökség
Feladatok a Jupiter rendszer tanulmányozása
Műhold Jupiter
Indítóállás ELA-3
hordozórakéta Ariane-5 (Kourou űrkikötő)
dob 2023. április [1]
Belépés a pályára 2031. július [1]
A repülés időtartama 7,6 év
Deorbit 2035
NSSDCA azonosító GYÜMÖLCSLÉ
Műszaki adatok
Súly 5 t
sci.esa.int/science-e/ww…
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) az Európai Űrügynökség  automatikus bolygóközi állomása , amelyet a Jupiter rendszer , elsősorban a Ganymedes , az Europa és a Callisto műholdak tanulmányozására terveztek, és vizsgálják a felszín alatti folyékony víz óceánjainak jelenlétét ezekben a holdakban. Az Io-val kapcsolatos kutatásokat csak távolról folytatják.

A JUICE küldetés célja Ganümédész, mint vízben gazdag világ feltárása, ami elengedhetetlen a Földön kívüli Naprendszer potenciális lakhatóságának meghatározásához. Emellett kiemelt figyelmet fordítanak a Ganymedes és a Jupiter egyedülálló mágneses és plazmakölcsönhatásainak vizsgálatára. A küldetést 2012. május 2-án hagyták jóvá, mint fő L1 osztályt a 2015-2025-ös Cosmic Vision program részeként [2] . A program hozzávetőleges költsége 850 millió euró [3] (2011-es árakon). A projekt tudományos témavezetője (Study Scientist) Dmitry Titov (ESA).

Programelőzmények

Tervezett események

A küldetés előfeltételei

1995 -ben a Galileo űrszonda megérkezett a Jupiter rendszerbe, hogy a Pioneers 10 és 11 , a Voyagers 1 és 2 , valamint az Ulysses küldetéseit követően részletes vizsgálatokat végezzen a bolygóról és holdjairól . Különös figyelmet fordítottak négy galileai műhold – az Io , az Europa, a Ganymedes és a Callisto – tanulmányozására, amelyekben (az Io kivételével) felszín alatti óceánokat fedeztek fel. A Galileo a Ganymedes körüli mágneses mezőt is képes volt kimutatni, amelyet valószínűleg a folyékony magban lévő konvekció generál.

A Cassini apparátus által a 21. század elején végzett tanulmányok kimutatták  , hogy a Szaturnusz Enceladus és Titán holdjainak  is vannak felszín alatti folyékony óceánjai.

Ezek a felfedezések a lakható világok új paradigmájának kialakulásához vezettek, amely szerint a gázóriások jeges műholdai kedvező helyek az élet keletkezésének. Valószínű, hogy a felszín alatti óceánnal rendelkező jeges holdakkal rendelkező exobolygók sokkal gyakoribbak lehetnek az univerzumban , mint a Földünkhöz hasonló bolygók , amelyek különleges feltételeket igényelnek az élet kialakulásához. Galilei fontos felfedezést tett, nevezetesen a mágneses mező jelenlétét a Naprendszer egyetlen műholdjában, a Ganümédeszben, amely hasonló mezővel rendelkezik. A Ganymedes és az Európa úgy vélik, hogy a Jupiter erős árapály-befolyása miatt belsőleg még mindig aktívak.

A tudományos közösség még a Galileo működése alatt és 2003-as pályára lépése után is többször próbálkozott a következő, a Jupiter-rendszer tanulmányozására irányuló küldetés finanszírozására. Szinte mindegyiket két fő okból utasították el - a nagy bonyolultság és a forráshiány miatt.

A 2011. augusztus 5-én felbocsátott Juno szonda küldetése, amely 2016-ban érkezett meg a Jupiterhez , kizárólag magának a gázóriásnak a tanulmányozására irányul, és nem a műholdak tanulmányozására irányul. Elméletileg a Juno színes kamerájának képességei lehetővé tennék a Jupiter legközelebbi galileai holdjának, az Io-nak a felvételét. A képméret azonban még a legkedvezőbb körülmények között is elhanyagolható lesz a Juno kamerájának adottságai miatt: ha az Io közvetlenül Juno felett van, nagyjából 345 ezer km távolságra, akkor a képek felbontása csak 232 km lesz. képpontonként, vagy körülbelül 16 pixel átmérőjű. Más műholdak képei még kevésbé lesznek tiszták [9] . Ugyanakkor csak azok a képek számítanak tudományos érdeklődésnek, amelyek felbontása több kilométertől több méterig terjed pixelenként (például a Galileo kamerából származó képek maximális részletezése az Európa felszínén 6 m volt pixelenként).

A küldetés forgatókönyve

A bolygóközi repülés fázisa [1]

Jupiter-túra fázis

A Ganymedes-túra fázisa

Tudományos célok

A JUICE jellemzi majd Európát, Ganümédest és Kallistót belső szerkezetük, összetételük és geológiai tevékenységük szempontjából, azonosítja a felszín alatti óceánokkal rendelkező területeket, és bővíti ismereteinket e világok lehetséges lakhatóságáról. A JUICE megméri az Európa jégkéreg vastagságát, és meghatározza a jövőbeli kutatások helyét. A küldetés magában foglalja magának a Jupiternek a tanulmányozását, valamint a galileai műholdak és a gázóriás kölcsönhatását is. A Jupiter az óriásbolygók archetípusa, amelyeket bőségesen találtak más csillagok körül. A JUICE küldetés lehetővé teszi számunkra, hogy jobban megértsük a gázóriások és műholdaik potenciálját az élet létezésében. A teljes kutatási idő 3,5 év.

Ganymedes

A JUICE küldetésének nagy részében a Ganümédest fogja feltárni: a műhold teljes felderítési ideje a teljes küldetési program 30%-a lesz. A Ganymedes elsősorban azért érdekes, mert ez az egyetlen műhold a Naprendszerben, amely saját mágneses teret hoz létre. Ezenkívül létezik egy hipotézis egy folyékony víz felszín alatti óceánjának jelenlétéről. A teljes közeli kutatási idő 280 nap, amely alatt a JUICE 15 műholdrepülést hajt végre különböző magasságokban, 300 és 50 000 km között. Globális műholdas térképet állítanak elő 400 m/pixel felbontással. A legérdekesebb tárgyakat akár több méter/pixel felbontással is lefényképezik.

A Ganymedes célzott tudományos tanulmányai a következők:

Callisto

A Callisto célzott tudományos tanulmányai a következők:


Európa

A viszonylag alacsony sugárvédelem miatt Európa mindössze 2 átrepülését tervezik 400-500 km-es magasságban a műhold felszínétől (e műhold teljes körű tanulmányozása körülbelül 50-100 átrepülést igényelne a JUICE-tól). A műhold tanulmányozására fordított teljes idő a teljes küldetési program 10%-a lesz. A Thera és Thrace Macula, valamint a Lenticulae vizsgálati tárgyai a szonda felszínéhez legközelebb eső időszakában kerültek kiválasztásra. Európa részletes tanulmányozásának időtartama 36 nap, a teljes - körülbelül egy év (távoktatás). Az Európa tanulmányozása során nem a szerves anyagok felkutatására helyezik a hangsúlyt, hanem a műhold jégkéregének kialakulásának és összetételének megértésére. A JUICE lesz az első leszálló, amely átvizsgálja az Európa felszínét, és meghatározza a jégkéreg minimális vastagságát a Hold legaktívabb régiói alatt, valamint az alattuk lévő óceán mélységét.

Európa kutatási céljai a következők:

Io

A JUICE elődjétől, a Galileo űrszondától eltérően az Io - t csak távolról, az Európa pályájától nem távolabbi távolságból fedezik fel. Ennek az az oka, hogy a küldetés 1 milliárd euró körüli költségének tartása érdekében a szonda sugárvédelme nem tudja majd a Jupiter melletti elektronikát a szükséges szinten védeni (ugyanezért, csak két európai átrepülést terveznek). A JUICE azonban elvégzi a műhold vulkáni tevékenységének távérzékelését.

Jupiter

A Jupiter-kutatás a teljes küldetési program több mint 40%-át teszi ki:

Jellemzők

Indítójármű

A JUICE állomást az " Ariane-5 " európai hordozórakéta állítja pályára (ennek a rakétának ez lesz az utolsó kilövése) [1] .

Építkezés

Tudományos felszerelés

A JUICE 11 tudományos műszerrel fog rendelkezni, amelyek össztömege 104 kg. Az alkotásban 15 európai ország, valamint az USA, Japán és Oroszország tudósai vesznek részt. A NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) berendezést fejleszt a radarjelek vételére és továbbítására a Föld felé. A NASA 114,4 millió dollárra becsüli a küldetés teljes beruházását.

Távérzékelési eszközök:

Eszközök a Jupiter és a Ganymedes magnetoszférájának tanulmányozásához:

Eszközök a holdak fizikai szerkezetének tanulmányozásához közeli átrepülés során:

Kapcsolódó küldetések

Az AMS jelenlegi generációja, amelyet a Jupiter rendszer feltárására terveztek, és a 2030-as években érkezik, az európai, amerikai és kínai űrügynökségek járműveiből áll. Ezek a JUICE (ESA), az Europa Clipper (NASA) és a Tianwen-4 (CNSA). E küldetések sikere nagymértékben biztosítja majd a Galilei-műholdak felszínére leszálló járművek jövőbeli fejlesztését.

Europa Clipper (NASA)

A NASA Európa-kutatási projektje, amely közvetlenül azután jelent meg, hogy az Egyesült Államok kilépett az Europa Jupiter System Mission nemzetközi programból, és törölték a Jupiter Europa Orbiter küldetést. Az állomás indítását 2024 októberére, a Jupiter rendszerbe érkezését 2030 áprilisára tervezik.

Az Europa Clipper küldetés Európa felfedezése szempontjából kedvezően fog összevetni a JUICE küldetéssel: az Európa régióban a szonda működésének névleges garantált időtartama legalább 109 nap lesz (a JUICE 36 napjával szemben). Európa kutatásának teljes ideje 3,5 év (a JUICE 1 évével szemben), ezalatt a szonda 45 műholdrepülést hajt végre (a JUICE esetében 2 átrepüléssel szemben) 2700-25 km magasságban. A szonda felszínhez való legközelebbi megközelítése során (a műhold fagyott felszínétől 25 km-re, szemben a JUICE 400-500 km-rel) a radarnak a legnagyobb esélye lesz az Európa jégkéreg vastagságának és a víz mélységének meghatározására. alatta lévő óceán (és a körülmények legkedvezőbb kombinációja esetén még a sótartalma is). A névleges küldetés során a Clipper egy terabitnyi adatot továbbít, beleértve a nagy felbontású képeket, akár 0,5 méter/pixel felbontásban, radarszondázási adatokat és felületi spektrumokat, valamint mágneses tér méréseket. A küldetés során kapott eredmények alapján a következő küldetés keretében meghatározzák a leszálló jármű leszállóhelyét.

Tianwen-4 (CNSA)

A Kínai Űrügynökség azt tervezi, hogy végrehajtja a Tianwen-4 küldetést, és 2030-ban indul. A küldetés két járműből áll majd, amelyek közül az egyik a Jupiter-rendszer pályáról, a másik pedig az Uránusz-rendszer átrepülési pályáról történő tanulmányozására szolgál. A Jupiter-rendszer tanulmányozására tervezett űrhajónak végül Callisto körüli pályára kell állnia [11] .

Érdekes tények

Körülbelül 4 évvel azelőtt, hogy a JUICE megérkezik a Jupiter rendszerbe, üzembe helyezik a harmincméteres távcsövet , amely ugyanolyan részletességű képeket tud majd készíteni, mint a Galileo (35 kilométer per pixel; 10-szer jobb, mint a Hubble távcső) [12 ] ] [13] . A 2025-ben üzembe helyezett, 39 méteres tükörátmérőjű European Extremely Large Telescope megközelítőleg 25 km/pixel felbontású lesz.

Lásd még

Jegyzetek

  1. 1 2 3 4 5 A Juice utazása és a Jupiter rendszer túra . Letöltve: 2022. szeptember 24.
  2. A JUICE Európa következő nagy tudományos küldetése . Letöltve: 2019. december 11. Az eredetiből archiválva : 2012. augusztus 20.
  3. A JUICE technikai és programozási áttekintési jelentése (lefelé irányuló kapcsolat) (2011. december 18.). Az eredetiből archiválva : 2013. március 16. 
  4. JUICE definíciós tanulmányi jelentés (Vörös könyv) (nem elérhető link) (2014. szeptember 30.). Letöltve: 2017. június 4. Az eredetiből archiválva : 2017. július 4. 
  5. Felkészülés az ESA Jupiter-missziójának megépítésére (2015. július 17.). Letöltve: 2015. július 22. Az eredetiből archiválva : 2015. július 22.
  6. Az Airbus Defense and Space 350 millió eurós szerződést ír alá a JUICE űrhajó, az ESA következő, a Naprendszeren belüli életkövető eszközének fejlesztésére és megépítésére (nem elérhető link) (2015. december 9.). Az eredetiből archiválva : 2015. december 22. 
  7. Az ADS mérnökei tesztelték a JUICE Probe navigációs kameráját . Letöltve: 2019. szeptember 3. Az eredetiből archiválva : 2019. szeptember 3.
  8. JUICE állomás megérkezett a gyülekezési helyszínre . Letöltve: 2020. május 24. Az eredetiből archiválva : 2020. augusztus 10.
  9. A Junocam nagyszerű globális felvételeket készít a Jupiter pólusairól (2011. augusztus 5.). Az eredetiből archiválva : 2013. március 16.
  10. A MIPT a Jupiterbe küldi készülékét (2014. február 26.). Letöltve: 2019. december 11. Az eredetiből archiválva : 2018. december 7..
  11. Kína az Uránuszt és a Jupitert akarja szondázni 2 űrhajóval egy rakétán . space.com. Letöltve: 2022. szeptember 24.
  12. Nem kell Io-ba repülnie (2011. október 30.). Letöltve: 2013. március 11. Az eredetiből archiválva : 2012. november 3..
  13. Vulkánkitörések a Jupiter „pizzaholdján”, az Io-n a Földről nézve (2012. október 29.). Az eredetiből archiválva : 2013. március 16.