De lancering van de Europese sappenmissie naar Jupiter en zijn manen

Jupiter, koning van het zonnestelsel, krijgt een nieuwe robotbezoeker.

De Jupiter Icy Planet Explorer, of JOS, werd vrijdagochtend gelanceerd vanuit het Guyana Space Center in Kourou, Frans-Guyana, aan de noordoostkust van Zuid-Amerika. De oorspronkelijke lancering, gepland voor donderdag, werd uitgesteld nadat er bliksem was gedetecteerd in de buurt van de lanceerplaats.

Vrijdag klaarde het weer op en het ruimtevaartuig aan boord van de Ariane 5-raket werd feilloos gelanceerd. Een halfuur later scheidde Juice zich van de tweede trap van de raket en begon aan zijn lange reis.

Jupiter, de grootste planeet die in een baan om de zon draait, is op zichzelf al charmant, maar zijn gigantische manen zijn de ultieme prijs. Sommige zijn ijzige rotsblokken die oceanen kunnen verbergen die leven onder hun oppervlak herbergen. Juice, van de European Space Agency, of ESA, wil drie manen van Jupiter nauwkeurig bestuderen: Callisto, Europa en Ganymedes.

“Dit is een van de meest opwindende missies die we in het zonnestelsel hebben ondernomen, en verreweg de meest complexe”, zegt Josef Ashbacher, hoofd van de European Space Agency.

Het Europese ruimtevaartuig weegt zes ton en heeft 10 geavanceerde wetenschappelijke instrumenten aan boord om de manen te bestuderen en foto’s te maken. Jupiter is niet het primaire doelwit van de missie. In plaats daarvan is het de bedoeling om Ganymedes, de grootste maan in het zonnestelsel, en twee andere manen, Europa en Callisto, te verkennen.

Maar het zal meer dan acht jaar duren om Jupiter te bereiken, met een reeks zwaartekrachtwendingen die Venus, Mars en de aarde helpen omzeilen om het ruimtevaartuig de boost te geven die het nodig heeft om in juli 2031 de baan van Jupiter binnen te gaan.

Wanneer Juice uiteindelijk Jupiter bereikt, zal het keer op keer door zijn drie manen in een cirkelvormige baan vliegen, terwijl het uit de gevaarlijke stralingsgordels van de gigantische planeet blijft terwijl het gegevens verzamelt. In totaal zijn er 35 flybys gepland terwijl ruimtevaartuigen zoeken naar magnetische signalen en ander bewijsmateriaal om de aanwezigheid en grootte van oceanen die onder het oppervlak van de manen stromen te bevestigen. Het zal ook volgen hoe de buitenste delen van de manen bewegen als reactie op de aantrekkingskracht van Jupiter, die waarschijnlijk wordt beïnvloed door de ondergrondse oceanen.

Een maan die misschien veelbelovend is in de zoektocht naar leven is Europa. Astronomen geloven dat de omgeving in direct contact staat met een rotsachtige bodem, die voedsel en energie voor het leven zou kunnen leveren als hydrothermale openingen naar boven schieten. Het sap zal twee reizen maken vanuit Europa.

Het ruimtevaartuig zal ook 21 flybys maken van Callisto, dat misschien ook een zoute oceaan heeft, maar waarvan wordt aangenomen dat het minder in staat is om leven te ondersteunen.

Maar het primaire doel van de missie van Juice is het bestuderen van Ganymedes, een maan die zo groot is dat hij zelfs groter is dan de planeet Mercurius. De baan van het ruimtevaartuig rond het Joviaanse systeem zou het ruimtevaartuig in staat moeten stellen het in december 2034 in een baan rond Ganymedes te vangen – het eerste ruimtevaartuig dat in een baan rond een maan in het buitenste zonnestelsel draait. Beginnend op ongeveer 3.100 mijl boven het oppervlak, zal de hoogte van het ruimtevaartuig geleidelijk worden teruggebracht tot iets meer dan 300 mijl in 2035 – en mogelijk minder, als de brandstof het toelaat.

“Als we voldoende motivatie hebben, wat betekent dat we zonder al te veel problemen een goede reis naar Jupiter hebben gemaakt, zouden we de baan verlagen tot een hoogte van ongeveer 240 kilometer”, zegt Giuseppe Sarri, Juice-projectmanager bij de European Space Agency.

Door Ganymedes in een baan om de aarde te laten draaien, kunnen wetenschappers de ingewikkelde kenmerken van de maan begrijpen. Het is de enige maan in het zonnestelsel waarvan bekend is dat deze een eigen magnetisch veld heeft, mogelijk afkomstig van een kern van vloeibaar ijzer zoals onze planeet. “Als je op het oppervlak van Ganymedes zou staan ​​en je had een kompasnaald, zou die naar de Noordpool wijzen zoals op aarde”, zegt Michelle Dougherty van Imperial College London, die de magnetometer op Jos leidt. “We willen begrijpen waarom.”

De sapcentrifuge moet de interne structuur van de Ganymedes kunnen onderscheiden, inclusief de grootte en omvang van de omtrek. Integendeel, het zou in staat moeten zijn om het zoutgehalte van de oceaan te meten dat wordt gegenereerd door de mineralen in het binnenste, wat het leven kan ondersteunen. “We proberen te begrijpen waar de zouten vandaan kwamen,” merkte Dr. Dougherty op.

De oceaan van Ganymedes verschilt enorm van die van Europa, maar het zou nog steeds bewoonbaar kunnen zijn.

“Voor bewoning heb je vloeibaar water, een warmtebron en organische materialen nodig”, zei Dougherty. “Als we deze drie dingen bevestigen of ontkennen, hebben we gedaan wat we zeiden dat we zouden doen.”

De missie zal eind 2035 eindigen met een noodlanding op het oppervlak van Ganymedes, tenzij een ontdekking tijdens de missie aangeeft dat dit de maanoceaan zou kunnen besmetten.

Welke andere missies zullen Jupiter bestuderen?

Juicing is niet de enige missie die Jupiter en zijn manen onderzoekt.

Juno, een NASA-missie, draait sinds 2016 in een baan om Jupiter. De focus lag op de planeet zelf in plaats van op de manen, hoewel het onlangs een aantal nabije flybys van Europa en Ganymedes heeft voltooid en zich binnenkort van vulkanische Io zal verwijderen.

Maar Juice zal naar verwachting ook op Jupiter worden overschaduwd door een andere nieuwe NASA-missie, de Europa Clipper, die in oktober 2024 zal worden gelanceerd. . Zware raket. Maar er is geen concurrentie. De twee missies zijn bedoeld om samen te werken.

“Er zullen twee ruimtevaartuigen tegelijkertijd naar Jupiter en zijn manen kijken”, zei Dr. Achbacher. “Daar valt veel wetenschap uit te halen.”

De twee expedities zijn in 2008 ontstaan ​​als reactie op Opwindende resultaten van NASA’s Galileo-ruimtevaartuigdie van 1995 tot 2003 in een baan om Jupiter draaide.

“Galileo vond dit zeer interessante magnetische signaal dat er een geleidende ijslaag onder de korst van Europa is”, zegt Louise Brooker van het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, onderdeel van het Europa Clipper-team.

Wetenschappers geloven nu dat dit een teken was van een mondiale oceaan die het binnenland van Europa omvatte.

Waarnemingen van de Hubble-ruimtetelescoop in 2018 geven aan dat de maan Europa af en toe in pluimen in zijn omgeving kan uitbarsten door scheuren in zijn ijzige schaal, die minstens 16 kilometer breed zijn. Dit zou een nieuwe manier kunnen zijn om de oceaan uit de eerste hand te bestuderen en te zoeken naar tekenen van leven terwijl Clipper over het maanoppervlak zoeft, soms zo laag als ongeveer 24 kilometer.

“We zouden waarschijnlijk door een pluim vliegen,” zei dr. Brooker.

De resultaten van Juice en Clipper zullen onthullen of een toekomstige missie, waarschijnlijk naar Europa, zou moeten proberen te landen op de maan van Jupiter om rechtstreeks naar leven in de oceaan te zoeken, iets wat NASA heeft gesuggereerd. Zo’n missie is misschien nog twee decennia verwijderd, maar de wetenschappelijke waarde ervan is enorm. Europa is geïnteresseerd in iets soortgelijks, zei Dr. Achbacher.

“We hebben een missie besproken om een ​​monster van een van de ijzige manen terug te sturen”, zei hij, die het materiaal terug naar de aarde zou brengen voor nader onderzoek. “Wat we leren van Juice zal daar een zeer belangrijke bijdrage aan leveren.”

Op dit moment staan ​​Juice’s in de schijnwerpers, de eerste van een nieuw tijdperk van ruimtevaartuigen die speciaal zijn ontworpen voor oceaanreizen naar buitenaardse werelden. “Ik kan niet wachten,” zei Dougherty. “Dit is de volgende stap.”