Europos raketa Ariane 5 pakyla iš Gvianos kosminio centro su Juicy Icy Moons Explorer misija. Kreditas: ESA / CNES / Arianespace / JM Guillon Iš Prancūzijos Gvianos penktadienį pakilo raketa „Ariane 5“ su sunkiausiu kada nors paleistu tarpplanetiniu moksliniu zondu ir pradėjo 1,7 mlrd.
„Jupiter Icy Moons Explorer“ misija pakilo 8:14:36 EDT (1214:36 UTC; 9:14:36 Prancūzijos Gvianos laiku), kad pradėtų aštuonerius metus trunkantį kruizą į didžiausią Saulės sistemos planetą. Misija, žinoma kaip JUICE, įskris į orbitą aplink Jupiterį, kad aplenktų tris didžiausius planetos palydovus, o vėliau taps pirmuoju erdvėlaiviu, skriejančiu aplink Jupiterio palydovą 2030-ųjų viduryje.
JUICE turi didelės raiškos kamerą ir žemės skverbimosi radarą, skirtą sustingusiems Ganimedo, Kalisto ir Europos kraštovaizdžiams sudaryti, taip pat spektrometrų rinkinį, skirtą jų ledinės plutos sudėtį matuoti. Po paleidimo JUICE erdvėlaivis dislokuoja į vabzdžius panašių antenų ir strėlių su jutikliais masyvą, kad ištirtų daleles ir dinaminius plazmos laukus aplink Jupiterį ir jo palydovus.
13 141 svaro (5 961 kilogramo) JUICE erdvėlaivis skrido į kosmosą raketa Ariane 5 beveik 28 minutes, pakankamai padidindamas greitį, kad išvengtų Žemės gravitacijos ir pakiltų į Saulės sistemą. Atsiskyręs nuo Ariane 5 viršutinės pakopos, JUICE susisiekė su antžemine stotimi ir išskleidė savo du energiją gaminančius saulės masyvo sparnus, kurių kiekvienas buvo išdėstytas savitu kryžiaus pavidalu.
Mes turime misiją! Skrendame į Jupiterį“, – sakė ESA valdymo centro Darmštate (Vokietija) operacijų direktorius Andrea Accomazzo. „Mes ten einame pilni klausimų“.
Saulės baterijos yra didžiausios kada nors sukurtos tarpplanetiniam erdvėlaiviui, besitęsiančios beveik 89 pėdų (27,1 metro) nuo galo iki galo, o plotas – 915 kvadratinių pėdų (85 kvadratiniai metrai). Didelis jų dydis leis JUICE pagaminti pakankamai energijos erdvėlaiviui ir jo moksliniams instrumentams Jupiteryje, maždaug penkis kartus toliau nuo saulės nei Žemėje. Erdvėlaivio 23 560 saulės elementų generuos 850 vatų galios.
Pasak ESA, JUICE saulės energijos matricos galėtų maitinti visą namų kelią, kai renkama saulės energija šalia Žemės. Jupiterio atstumu nuo saulės saulės baterijos galėjo maitinti tik vieną mikrobangų krosnelę.
Raketos Ariane 5 pakėlimas iš Prancūzijos Gvianos su Europos Jupiter Icy Moons Explorer arba JUICE misija.
JUICE pradeda aštuonerius metus trunkančią tarpplanetinę kelionę į tyrinėtoją Jupiterį ir tris didžiausius jo palydovus.https://t.co/FZ6eqEewD2 pic.twitter.com/vzYzNhpEJc
— „Spaceflight Now“ (@SpaceflightNow) 2023 m. balandžio 14 d
„Mes tyrinėsime Jupiterį ir jo ledinius palydovus – Europą, Ganimedą ir Kalisto, ypatingą dėmesį skirdami Ganimedui, kuris yra unikalus objektas Saulės sistemoje, vienintelis mėnulis, turintis magnetinį lauką ir didžiausias Saulės mėnulis. sistema“, – sakė Europos kosmoso agentūros JUICE misijos projekto mokslininkas Olivier Witasse. „Pagrindinis tikslas yra suprasti, ar tarp tų ledinių mėnulių aplink tokią milžinišką planetą kaip Jupiteris yra gyvenamosios aplinkos.
Mokslininkai mano, kad Europa, Ganymede ir Callisto turi skysto vandens vandenynus po savo ledine pluta.
„Ypač apibūdinsime skysto vandens vandenynus, esančius ledinių mėnulių viduje“, – sakė Witasse. „Taigi kyla klausimas, kur yra tie vandenynai, kokiu atstumu po mėnulio paviršiumi, koks šio vandenyno gylis? Kiek vandens turime? Kokia šio vandens sudėtis?
„Airbus“ sukurta JUICE turi 10 mokslinių instrumentų, kuriuos sukūrė Europos, JAV ir Japonijos tyrimų grupės. Pasak ESA, misija aprūpinta „galingiausiu nuotolinio stebėjimo, geofizinio ir in situ naudingo krovinio priedu, kada nors nuskraidintu į išorinę saulės sistemą“.
Italų vadovaujamas radiolokacinis zondas ištirs Jupiterio mėnulius dengiančią ledinę plutą, atskleisdamas struktūras net 9 kilometrų gylyje po paviršiumi. Pagrindinė JUICE kamera fotografuos Jupiterio debesų raštus, žiedus ir chaotišką bei krateriais nusėtą Europos, Kalisto ir Ganimedo reljefą.
„Norėdami suprasti šį tinkamumo gyventi klausimą, turime ištirti Jupiterio sistemą visame pasaulyje”, – sakė Witasse. „Taigi, norint ištirti Jupiterį, jo atmosferą, orą, stiprų besisukantį magnetinį lauką, ugnikalnio palydovą Io, kitus sistemos palydovus ir kaip visi šie kūnai yra tarpusavyje susiję“.
Erdvėlaivis JUICE švarioje patalpoje Gvianos kosmoso centre. Kreditas: ESA/CNES/Arianespace/P. Baudonas JUICE misijos pradžia penktadienį įvyko diena vėliau nei planuota. Pareigūnai ketvirtadienį atšaukė paleidimo bandymą dėl žaibo pavojaus paleidimo bazėje Prancūzijos Gvianoje.
Tačiau oro sąlygos buvo priimtinos penktadienio rytą, o „Ariane 5“ įjungė pagrindinį vandeniliu varomą variklį ir du kietus raketų stiprintuvus, kad išjungtų paleidimo aikštelę su 2,9 mln. svarų traukos jėga. Viršutiniame etape buvo atliktas paskutinis darbas, nukreipiant erdvėlaivį JUICE trajektorija, kad jis nukeliautų į Saulės sistemą.
„Manau, kad tai yra kažkas, kuo Europa gali didžiuotis“, – sakė ESA generalinis direktorius Josefas Aschbacheris. „Nepaprastai didžiuojuosi, nes tai yra misija, kuri atsako į mums visiems aktualius mokslo klausimus.
„Žinoma, vienas iš šių klausimų – ar ten yra gyvybės? Turiu būti labai aiškus, kad JUICE neras gyvybės, bet JUICE nustatys šių ledinių Jupiterio palydovų tinkamumą gyventi. Tai labai svarbi misija mums visiems, visai žmonijai, ar įmanoma gyvybė ir kokia būtų buveinė, kurioje galėtų egzistuoti gyvybė?
Per pirmąsias 17 erdvėlaivio dienų po paleidimo bus įdiegta daugybė instrumentų, antenų ir strėlės.
„JUICE yra erdvėlaivis, kurio projektavimas ir kūrimas per pastarąjį dešimtmetį užtruko didesnę dalį, ir dabar yra paruoštas paleisti kartu su Ariane 5 paleidimo įrenginiu“, – sakė Alessandro Atzei, ESA naudingosios apkrovos sistemos inžinierius JUICE misijai. „Taigi mes kalbame apie gana didelius erdvėlaivius, turinčius daug pagrindinių savybių, kurios tikrai yra įspūdingos. Labai didelė didelio stiprinimo antena, didžiulės saulės energijos masyvai, 85 kvadratiniai metrai ir daug daug išskleidžiamų strėlių. Taigi iškart po paleidimo reikės daug dirbti, kad įsitikintume, jog viskas bus tinkamai panaudota, kad galėtume pradėti savo misiją.
ESA plėtrai pasirinko JUICE misiją 2012 m., konkurse dėl finansavimo pagal agentūros kosmoso mokslo programą „Cosmic Vision“, įveikęs pasiūlymus dėl rentgeno astrofizikos observatorijos ir gravitacinių bangų detektoriaus misijos.
Nepaisant didelio Ariane 5 raketos postūmio, erdvėlaivis JUICE nenuskris tiesioginio maršruto į Jupiterį. Jis vieną kartą apskris saulę, o 2024 m. rugpjūtį grįš pro Žemę ir Mėnulį – manevrą naudojant gravitaciją, kad būtų galima pertvarkyti zondo orbitą. Praskridimas bus pirmas kartas, kai erdvėlaivis atlieka gravitacinį manevrą tiek su Žeme, tiek su mėnuliu.
Panašus gravitacinis skrydis su Venera planuojamas 2025 m. rugpjūtį, o po to dar du Žemės skridimai 2026 ir 2029 m. Misijos momentu JUICE paleis pagrindinį variklį, kad jį į orbitą užfiksuotų Jupiterio gravitacija. 2031 m. liepos mėn. Šis etapas prasidės 35 skrydžio pro Ganimedą, Kalisto ir Europą seriją, tiksliai matuojant pasaulinio Europos ledo sluoksnio storį ir ieškant organinių molekulių.
„Jupiteris, tai tikrai miniatiūrinė saulės sistema“, – sakė Witasse.
Tada, 2034 m., JUICE išskris į orbitą aplink patį Ganimedą ir atliks išsamų tyrimą.
Erdvėlaivis bandys patvirtinti gilaus požeminio vandenyno egzistavimą Ganimede. Lazerinis aukščiamačio instrumentas, kurį daugiausia finansuoja Vokietija, išmatuos potvynių ir atoslūgių deformacijas, kad padėtų mokslininkams daugiau sužinoti apie Ganimedo hipotezę iškeltą vidinį vandenyną ir surinkti duomenis pasauliniam didžiausio Saulės sistemos mėnulio topografiniam žemėlapiui.
JUICE prietaisai sukurs didelės raiškos ledinio paviršiaus žemėlapį ir ištirs Ganimedo magnetinį lauką. Kai JUICE baigsis degalai, antžeminiai kontrolieriai nukreips erdvėlaivį susidūrimo su Ganimedu kursu, siekdami užtikrinti, kad jis neužterštų jokių kitų Jupiterio sistemos palydovų, o tai galėtų trukdyti ateities misijoms ieškant gyvybės.
Daugelis JUICE tikslų yra susiję su NASA „Galileo“ misijos, kuri apkeliavo Jupiterio sistemą 1995–2003 m., atradimais.
JUICE misija Jupiteryje nebus viena. NASA planuoja 2024 m. spalį iš Kenedžio kosmoso centro Floridoje paleisti savo kelių milijardų dolerių vertės Jupiterio erdvėlaivį „Europa Clipper“.
„Europa Clipper“ paleis galingesnę raketą „SpaceX Falcon Heavy“ ir skris į orbitą aplink Jupiterį 2030 m. balandžio mėn., metais anksčiau nei JUICE. Abi misijos yra viena kitą papildančios, o JUICE daugiausia dėmesio skirta Ganymede ir Europa Clipper, kuri yra paruošta tyrinėti Europą, vieną geriausių kandidatų į gyvenimą, skirtą pasauliui kitur Saulės sistemoje.
„Jupiteris, tai tikrai miniatiūrinė saulės sistema“, – sakė Witasse.
Menininko iliustracija apie erdvėlaivį JUICE su saulės energijos matricomis, antenomis ir moksliniais instrumentais, uždelstas skrendant pro Jupiterio palydovą Europa. Kreditas: Europos kosmoso agentūra Jungtinių Valstijų ir Europos mokslininkai tiria koordinuotų stebėjimų tarp „Europa Clipper“ ir erdvėlaivio JUICE galimybes.
„Ištyrėme dvi sistemos trajektorijas ir matome, kad galime atlikti puikų mokslą Europoje, kai abu erdvėlaiviai gali kartu stebėti šį mėnulį“, – sakė Witasse. „Vienas pavyzdys būtų Clipper praskridimas, o JUICE praskridimas vos po keturių valandų.
Kita šiuo metu aplink Jupiterį skriejanti robotų misija – NASA erdvėlaivis „Juno“, kuris į dujų milžiną atvyko 2016 m., o šiuo metu yra apskridęs 50 orbitų aplink planetą. „Juno“ mokslinė naudingoji apkrova skirta Jupiterio atmosferai ir vidinei struktūrai tirti, tačiau mokslininkai neseniai išplėtė misijos apimtį ir atvaizdavo didžiausius Jupiterio palydovus.
„Europa Clipper“ ir „JUICE“ taps trečiuoju ir ketvirtuoju erdvėlaiviu, skriejančiu aplink Jupiterį, po 1973 ir 1974 m. prasidėjusių NASA Pioneer 10 ir 11 zondų serijos.
Erdvėlaivio JUICE jautri aviacijos elektronika yra patalpinta švinu išklotame skliaute, siekiant apsaugoti juos nuo atšiaurios spinduliuotės aplink Jupiterį.
„Masė, galia, viskas tikrai optimizuota tokioms misijoms“, – sakė kosminių laivų statytojo „Airbus Defense and Space“ mokslo programų vadovas Justinas Byrne’as. „Radiacija yra elektronikos žudikė, ir jei jos neapsaugosite, elektronika pradės gedti. Sugadintume atmintį, o galiausiai sugestų kompiuteriai.
JUICE pateks giliau į kosmosą, nei bet kuris Europos erdvėlaivis kada nors nuėjo vienas. ESA zondas Huygens, nusileidęs ant Saturno palydovo Titano, su NASA erdvėlaiviu Cassini nuskrido į Saturną.
Prireiks daugiau nei aštuonerių metų, kol erdvėlaivis JUICE pasieks Jupiterį. Kreditas: Europos kosmoso agentūra Pasak Byrne’o, erdvėlaivis JUICE buvo sukurtas naudojant du kompiuterius ir daugumos pagrindinių sistemų atsargines kopijas.
„Be to, kadangi Jupiteris yra toli, negalime jo tiesiogiai valdyti“, – sakė Byrne’as.
Radijo signalams nukeliauti tarp Žemės ir Jupiterio reikia maždaug pusantros valandos. Tam reikėjo, kad inžinieriai suprojektuotų JUICE erdvėlaivį su autonomine programine įranga, kad aptiktų problemas ir pakankamai ilgai būtų saugiai konfigūruotas, kad lauktų komandų iš valdiklių, grįžtančių į Žemę.
JUICE 8,2 pėdos pločio (2,5 metro) didelio stiprumo antena perduos vaizdus ir mokslo duomenis atgal į Žemę. Išmatavimus analizuos viso pasaulio mokslinių tyrimų institucijų mokslininkai.
„Mes neketiname aptikti gyvybės su JUICE“, – sakė Witasse. „Tačiau vis dėlto mes ketiname ištirti įdomius aspektus, susijusius su gyvenimu ir tinkamumu gyventi.”
JUICE jonų masės spektrometras matuos vandens garus r ir kitos molekulės silpnoje ledinių mėnulių atmosferoje. Kitas prietaisas matuos vertikalius mėnulio atmosferos profilius.
„Tikrai įdomiausias misijos aspektas sužinoti, kur yra šis vanduo? Witasse pasakė. „Kokia yra druskos sudėtis? Kaip tai susiję su tų mėnulių tinkamumu gyventi?
El. paštas Autorius.
Stebėkite Stepheną Clarką „Twitter“: @StephenClark1.
