Europos kosmoso agentūros „Jupiter Icy Moons Explorer“ arba „JUICE“ erdvėlaivis yra užsegtas paleidimui Ariane 5 raketos naudingosios apkrovos korpuse. Iliustracija ant „Ariane 5“ naudingosios apkrovos gaubto buvo laimėta vaikų dailės konkurso paraiška, kurią nupiešė aštuonmetė Yaryna iš Ukrainos. Kreditas:
ESA-Manuelis Pedoussaut Europos kosmoso agentūros 1,7 milijardo dolerių vertės robotizuota Jupiterio ledinių mėnulių tyrinėtojas misija ketvirtadienį paruošta pakilti iš Prancūzijos Gvianos, pradedant aštuonerius metus trukusiu kruizu į didžiausią Saulės sistemos planetą, kol 2030-aisiais tapo pirmuoju erdvėlaiviu, skriejančiu aplink vieną iš Jupiterio palydovų.
Misija, žinoma akronimu JUICE, turi didelės raiškos kartografavimo kamerą ir žemės skverbimosi radarą, skirtą trijų didžiausių Jupiterio palydovų – Ganimedo, Kalisto ir Europos – sustingusiems kraštovaizdžiams kartoti, ir spektrometrų rinkinį, skirtą matuoti palydovų sudėtį. jų ledinė pluta. 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.
„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?
JUICE turi 10 mokslinių instrumentų, kuriuos sukūrė mokslinių tyrimų grupės visoje Europoje, JAV ir Japonijoje. Pasak ESA, misija aprūpinta „galingiausiu nuotolinio stebėjimo, geofizinio ir in situ naudingo krovinio priedu, kada nors nuskraidintu į išorinę saulės sistemą“.
Italų vadovaujamas radaras ištirs Jupiterio palydovus 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“.
„Airbus“ sukurtas erdvėlaivis JUICE yra uždarytas Arianespace Ariane 5 paleidimo įrenginio nosies kūgyje, kad pakiltų 8:15:01 EDT (1215:01 UTC) iš Gvianos kosminio centro, Europos valdomo kosmodromo Kourou mieste, Prancūzijoje. Gviana. „Ariane 5“ pakils nuo paleidimo aikštelės su 2,9 mln. svarų traukos jėga iš jo vandeniliu varomo pagrindinio variklio ir dviejų šoninių kietųjų raketų stiprintuvų.
Europos raketa atlieka priešpaskutinį skrydį su erdvėlaiviu JUICE. Paskutinis Ariane 5 paleidimas su dviem ryšio palydovais planuojamas birželio mėnesį, tada raketa „darbinis arkliukas“ bus pašalintas ir bus panaudota Europos naujos kartos raketa Ariane 6, kuri vis dar kuriama.
„Ariane 5“ yra viena iš galingiausių veikiančių raketų pasaulyje, turinti 115 misijų, įskaitant istorinį Jameso Webbo kosminio teleskopo paleidimą 2021 m. Kalėdų dieną.
Erdvėlaivis JUICE švarioje patalpoje Gvianos kosmoso centre. Kreditas: ESA/CNES/Arianespace/P. Baudonas 13 141 svaro (5 961 kilogramo) sveriantis erdvėlaivis JUICE važiuos 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 susisieks su antžemine stotimi ir išskleis savo du energiją generuojančius saulės baterijų masyvo sparnus, kurių kiekvienas yra išdėstytas savitu kryžiaus pavidalu.
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 sukurti pakankamai energijos erdvėlaiviui ir jo moksliniams instrumentams Jupiteryje, maždaug penkis kartus toliau nuo saulės nei Žemė. Erdvėlaivio 23 560 saulės elementų generuos 850 vatų galios.
„Žemėje toks (saulės masyvo) paviršiaus plotas galėtų maitinti visą namų kelią, o Jupiteryje jis gali maitinti vieną mikrobangų krosnelę tik vieną kartą“, – rašė ESA pareigūnai JUICE spaudos rinkinyje.
Antžeminiai kontrolieriai ESA erdvėlaivių operacijų centre Darmštate, Vokietijoje, prižiūrės JUICE kruizą į Jupiterį. Per pirmąsias 17 dienų po paleidimo bus įdiegta daugybė prietaisų, 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 išmatuos vandens garus ir kitas molekules silpnoje ledinio mėnulio 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.
