Jupiter Icy Moons Explorer

Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE)

JUICE (desenul artistului)
Client Agenția Spațială Europeană
Operator Agenția Spațială Europeană
Sarcini studiul sistemului Jupiter
Satelit Jupiter
platforma de lansare ELA-3
vehicul de lansare Ariane-5 (portul spațial Kourou)
lansa aprilie 2023 [1]
Intrarea pe orbită iulie 2031 [1]
Durata zborului 7,6 ani
Deorbitează 2035
ID NSSDCA SUC
Specificații
Greutate 5 t
sci.esa.int/science-e/ww…
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE)  este o stație interplanetară automată a Agenției Spațiale Europene , concepută pentru a studia sistemul Jupiter , în principal sateliții Ganymede , Europa și Callisto , pentru prezența oceanelor subterane de apă lichidă în aceste luni. Cercetările pe Io vor fi efectuate doar de la distanță.

Scopul misiunii JUICE este de a explora Ganymede ca o lume bogată în apă, ceea ce este esențial pentru determinarea potențialei locuințe a sistemului solar în afara Pământului. În plus, o atenție deosebită va fi acordată studiilor interacțiunilor magnetice și plasmatice unice ale lui Ganymede și Jupiter. Misiunea a fost aprobată pe 2 mai 2012 ca principală clasă L1 ca parte a programului Cosmic Vision pentru 2015-2025 [2] . Costul aproximativ al programului este de 850 de milioane de euro [3] (în prețuri 2011). Conducătorul științific al proiectului (Study Scientist) este Dmitri Titov (ESA).

Istoricul programului

Evenimente planificate

Cerințe preliminare pentru misiune

În 1995 , nava spațială Galileo a ajuns în sistemul Jupiter pentru a efectua studii detaliate ale planetei și lunilor sale, în urma misiunilor Pioneers 10 și 11 , Voyagers 1 și 2 și Ulysses . O atenție deosebită a fost acordată studiului a patru sateliți galileeni - Io , Europa, Ganymede și Callisto - în care (cu excepția lui Io) au fost descoperite oceane subterane. Galileo a reușit să detecteze și un câmp magnetic în jurul lui Ganymede, care este probabil generat de convecția în miezul lichid.

Studiile efectuate de aparatul Cassini la începutul secolului al XXI-lea au arătat că lunile  lui Saturn , Enceladus și Titan  , au și oceane lichide subterane.

Aceste descoperiri au dus la apariția unei noi paradigme de lumi locuibile, conform căreia sateliții de gheață ai giganților gazosi sunt locuri favorabile pentru originea vieții. Este probabil ca exoplanetele care au luni înghețate cu un ocean subteran să fie o apariție mult mai frecventă în univers decât planetele precum Pământul nostru , care necesită condiții speciale pentru apariția vieții. Galileo a făcut o descoperire importantă și anume prezența unui câmp magnetic în Ganymede, singurul satelit din sistemul solar care are un câmp similar. Se crede că Ganymede și Europa sunt încă active în interior datorită influenței puternice a mareelor ​​a lui Jupiter.

Chiar și în timpul funcționării lui Galileo și, de asemenea, după dezorbita lui în 2003, comunitatea științifică a făcut în mod repetat încercări de a obține finanțare pentru următoarea misiune de studiere a sistemului Jupiter. Aproape toate au fost respinse din două motive principale - din cauza complexității ridicate și a lipsei de fonduri.

Misiunea sondei Juno lansată pe 5 august 2011, sosind la Jupiter în 2016, se concentrează exclusiv pe studierea gigantului gazos în sine și nu este concepută pentru a-i studia sateliții. Teoretic, capacitățile camerei color ale lui Juno ar permite imaginea celei mai apropiate luni galileene a lui Jupiter, Io. Cu toate acestea, chiar și în cele mai favorabile condiții, dimensiunea imaginii va fi neglijabilă datorită caracteristicilor camerei lui Juno: dacă Io se află direct deasupra lui Juno, la o distanță de aproximativ 345 mii km, atunci rezoluția imaginilor va fi de doar 232 km. per pixel, sau aproximativ 16 pixeli. Imaginile altor sateliți vor fi și mai puțin clare [9] . În același timp, doar imaginile care vor avea o rezoluție de la câțiva kilometri până la câțiva metri pe pixel prezintă interes științific (de exemplu, detaliul maxim al imaginilor de la camera Galileo la filmarea suprafeței Europei a fost de 6 m pe pixel).

Scenariul misiunii

Faza zborului interplanetar [1]

Faza Turului Jupiter

Faza Turului Ganymede

Obiective științifice

JUICE va caracteriza Europa, Ganymede și Callisto în ceea ce privește structura lor interioară, compoziția și activitatea geologică, va identifica zonele cu oceane subterane și va extinde cunoștințele noastre despre posibila locuință a acestor lumi. JUICE va măsura grosimea crustei de gheață a Europei și va determina locația pentru cercetările viitoare. Misiunea include, de asemenea, studiul lui Jupiter însuși și interacțiunea sateliților galileeni cu gigantul gazos. Jupiter este arhetipul planetelor gigantice care au fost găsite din abundență în jurul altor stele. Misiunea JUICE ne va permite să înțelegem mai bine potențialul giganților gazieri și al sateliților lor pentru existența vieții. Durata totală a cercetării este de 3,5 ani.

Ganimede

JUICE va explora Ganymede pentru cea mai mare parte a misiunii sale: timpul total de explorare al satelitului va fi de 30% din programul total al misiunii. Ganimede este în primul rând interesant pentru că este singurul satelit din sistemul solar care își generează propriul câmp magnetic. În plus, există o ipoteză despre prezența unui ocean subteran de apă lichidă pe acesta. Durata totală a cercetării în apropiere este de 280 de zile, timp în care JUICE va efectua 15 zboruri prin satelit la diferite altitudini, de la 300 la 50.000 km. O hartă globală prin satelit va fi generată cu o rezoluție de 400 m per pixel. Cele mai interesante obiecte vor fi fotografiate cu o rezoluție de până la câțiva metri pe pixel.

Studiile științifice vizate ale lui Ganymede sunt următoarele:

Callisto

Studiile științifice vizate ale lui Callisto sunt următoarele:


Europa

Datorită nivelului relativ scăzut de protecție împotriva radiațiilor, sunt planificate doar 2 zboruri ale Europei la o altitudine de 400–500 km de suprafața satelitului (un studiu complet al acestui satelit ar necesita aproximativ 50–100 de zboruri de la JUICE). Timpul total pentru studierea satelitului va fi de 10% din programul total al misiunii. Thera și Thrace Macula, precum și Lenticulae, au fost selectate ca obiecte de studiu în perioada de cea mai apropiată apropiere a sondei de suprafață. Durata unui studiu detaliat al Europei va fi de 36 de zile, totalul - aproximativ un an (studii la distanță). Accentul în studiul Europei va fi pus nu pe căutarea materiei organice, ci pe înțelegerea formării crustei de gheață a satelitului și a compoziției sale. JUICE va fi primul lander care va scana suprafața Europei și va determina atât grosimea minimă a scoarței de gheață de sub regiunile cele mai active ale Lunii, cât și adâncimea oceanului de sub acestea.

Țintele de cercetare ale Europei sunt următoarele:

Io

Spre deosebire de predecesorul lui JUICE, sonda spațială Galileo, Io va fi explorată doar de la distanță, de la o distanță nu mai departe de orbita Europei. Acest lucru se datorează faptului că, pentru a menține costul misiunii în regiunea de 1 miliard de euro, protecția împotriva radiațiilor a sondei nu va putea proteja electronicele de lângă Jupiter la nivelul necesar (din același motiv, sunt planificate doar două zboruri ale Europei). Cu toate acestea, JUICE va efectua teledetecție a activității vulcanice a satelitului.

Jupiter

Cercetarea Jupiter va reprezenta mai mult de 40% din programul total al misiunii:

Caracteristici

Lansare vehicul

Stația JUICE va fi lansată pe orbită de racheta transportoare europeană „ Ariane-5 ” (aceasta va fi ultima lansare a acestei rachete) [1] .

Constructii

Echipament științific

JUICE va avea 11 instrumente științifice cu o masă totală de 104 kg. La creație vor lua parte oameni de știință din 15 țări europene, precum și din SUA, Japonia și Rusia. Laboratorul de propulsie cu reacție (JPL) al NASA va dezvolta echipamente care să primească și să transmită semnalul radar către Pământ. NASA estimează investiția totală în misiune la 114,4 milioane de dolari.

Instrumente de teledetecție:

Instrumente pentru studiul magnetosferelor lui Jupiter și Ganimede:

Instrumente pentru studierea structurii fizice a lunilor în timpul zburărilor apropiate:

Misiuni conexe

Actuala generație de AMS, concepută pentru a explora sistemul Jupiter cu o sosire în anii 2030, este formată din vehicule de la agențiile spațiale europene, americane și chineze. Acestea sunt JUICE (ESA), Europa Clipper (NASA) și Tianwen-4 (CNSA). Succesul acestor misiuni va asigura în mare măsură dezvoltarea viitoare a vehiculelor de coborâre la suprafața sateliților galileeni.

Europa Clipper (NASA)

Un proiect NASA pentru explorarea Europei, care a apărut imediat după retragerea SUA din programul internațional Europa Jupiter System Mission și anularea misiunii Jupiter Europa Orbiter. Lansarea stației este programată pentru octombrie 2024, sosirea în sistemul Jupiter - în aprilie 2030.

Misiunea Europa Clipper se va compara favorabil cu misiunea JUICE în ceea ce privește explorarea Europei: perioada nominală garantată de funcționare a sondei în regiunea Europa va fi de cel puțin 109 zile (față de 36 de zile pentru JUICE). Timpul total pentru cercetarea Europei va fi de 3,5 ani (față de 1 an pentru JUICE), timp în care sonda va efectua 45 de zboruri prin satelit (împotrivă a 2 zboruri pentru JUICE) la o altitudine de 2700 până la 25 km. La cea mai apropiată apropiere a sondei de suprafață (25 km de suprafața înghețată a satelitului față de 400-500 km pentru JUICE), radarul va avea șansa maximă de a determina grosimea crustei de gheață a Europei și adâncimea apei. oceanul care stă la baza acestuia (și în cea mai favorabilă combinație de circumstanțe, chiar și salinitatea sa). ). Pe parcursul unei misiuni nominale, Clipper va transmite un terabit de date, inclusiv imagini de înaltă rezoluție de până la 0,5 metri per pixel, date de sondare radar și spectre de suprafață și măsurători de câmp magnetic. Pe baza rezultatelor obținute în timpul misiunii, se va stabili locul de aterizare al vehiculului de coborâre în cadrul următoarei misiuni.

Tianwen-4 (CNSA)

Agenția Spațială Chineză intenționează să implementeze misiunea Tianwen-4, cu o lansare provizorie în 2030. Misiunea va consta din două vehicule, dintre care unul este conceput pentru a studia sistemul Jupiter de pe orbită, al doilea - sistemul Uranus dintr-o traiectorie de zbor. Nava spațială, concepută pentru a studia sistemul Jupiter, ar trebui, în cele din urmă, să intre pe orbită în jurul lui Callisto [11] .

Fapte interesante

Cu aproximativ 4 ani înainte ca JUICE să sosească în sistemul Jupiter, va fi pus în funcțiune Telescopul de 30 de metri , care va putea obține imagini cu același detaliu ca Galileo (35 de kilometri pe pixel; de 10 ori mai bun decât telescopul Hubble) [12] ] [13] . Telescopul european extrem de mare , care va fi pus în funcțiune în 2025 și are un diametru al oglinzii de 39 de metri, va putea face imagini la o rezoluție de aproximativ 25 km per pixel.

Vezi și

Note

  1. 1 2 3 4 5 Călătoria lui Juice și turul sistemului Jupiter . Preluat: 24 septembrie 2022.
  2. JUICE este următoarea mare misiune științifică a Europei . Preluat la 11 decembrie 2019. Arhivat din original la 20 august 2012.
  3. Raport de revizuire tehnică și programatică JUICE (downlink) (18 decembrie 2011). Arhivat din original pe 16 martie 2013. 
  4. Raport de studiu al definiției JUICE (Cartea roșie) (link indisponibil) (30 septembrie 2014). Preluat la 4 iunie 2017. Arhivat din original la 4 iulie 2017. 
  5. Pregătirea pentru construirea misiunii Jupiter a ESA (17 iulie 2015). Preluat la 22 iulie 2015. Arhivat din original la 22 iulie 2015.
  6. Airbus Defence and Space semnează un contract de 350 de milioane de euro pentru dezvoltarea și construirea navei spațiale JUICE, următorul dispozitiv de urmărire a vieții ESA în interiorul Sistemului Solar (link indisponibil) (9 decembrie 2015). Arhivat din original pe 22 decembrie 2015. 
  7. Inginerii ADS testează camera de navigare a sondei JUICE . Preluat la 3 septembrie 2019. Arhivat din original la 3 septembrie 2019.
  8. Stația JUICE a ajuns la locul de asamblare . Preluat la 24 mai 2020. Arhivat din original la 10 august 2020.
  9. Junocam ne va oferi imagini grozave la nivel global pe polii lui Jupiter (5 august 2011). Arhivat din original pe 16 martie 2013.
  10. MIPT își va trimite dispozitivul pe Jupiter (26 februarie 2014). Preluat la 11 decembrie 2019. Arhivat din original pe 7 decembrie 2018.
  11. China vrea să sondeze Uranus și Jupiter cu două nave spațiale pe o rachetă . space.com. Preluat: 24 septembrie 2022.
  12. Nu trebuie să zbori la Io (30 octombrie 2011). Preluat la 11 martie 2013. Arhivat din original la 3 noiembrie 2012.
  13. Erupții vulcanice pe „luna pizza” Io a lui Jupiter văzute de pe Pământ (29 octombrie 2012). Arhivat din original pe 16 martie 2013.