Sonda spațială Jupiter Icy Moons Explorer
Organizare | Agenția Spațială Europeană |
---|---|
Constructor | Airbus DS |
Program | Viziunea cosmică |
Domeniu | Explorarea sateliților galileeni din Jupiter |
Tipul misiunii | Orbiter |
Lansa | Iunie 2022 |
Lansator | Ariane 5 ECA |
Prezentare generală a | Callisto , Europa , Ganimedes |
Inserarea pe orbită |
Ianuarie 2030 (Jupiter) decembrie 2032 (Ganimedes) |
Sfârșitul misiunii | Septembrie 2033 |
Durată | 3,5 ani (misiune primară) |
Site | Site-ul ESA |
Liturghie la lansare | ~ 5.100 kilograme |
---|---|
Instrumente de masă | ~ 285 kg |
Propulsie | Chimic |
Masa de propulsor | ~ 2900 kg |
Δv | 2,7 km / s |
Sursa de energie | Panouri solare (85 m²) |
Energie electrică | 725 W (la nivelul Jupiter) |
satelit al | Jupiter , Ganymede |
---|
UVS | Spectrometru cu imagini ultraviolete |
---|---|
J-MAG | Magnetometru |
ACTUALIZĂRI | Spectrometru de imagistică cu infraroșu și vizibil |
IANUS | aparat foto |
GALĂ | Altimetru laser |
PEP | Analiza particulelor și a plasmei |
MÂNDRIE | Interferometrie radio |
RIMA | Sonda de radar |
RPWI | Analiza undei radio și a plasmei |
SWI | Spectrograf submilimetric = |
Jupiter Icy Moon Explorer , abreviatSUCeste omisiune spațialăaAgenției Spațiale Europenecare urmează să fielansatăîn iunie2022lasateliții lui Jupiterde oracheta Ariane 5 . Sonda spațialăestea studia demulte orisurvolareatrei dintre cei patrusateliți galileeniailui Jupiter- Callisto,EuropașiGanymede - înainteintroducerea înorbităjurul Ganymede înDecembrie 2032 pentru ca un studiu mai aprofundat să fie finalizat în Septembrie 2033. Pentru a ajunge la sistemul Iovian , sonda folosește Pământului asistență gravitațională de trei ori , o dată pe cea a lui Marte și o dată cea a lui Venus .
Obiectivul central al misiunii este de a determina dacă condițiile care conduc la apariția vieții sunt prezente în oceanele subglaciare care par să existe pe trei din cele patru luni galileene. Este vorba de a determina caracteristicile acestor oceane și de a reconstitui modalitățile de formare a acestora. Vor fi efectuate studii suplimentare pe Callisto și mai ales pe Ganimedes, care are particularitatea de a avea un câmp magnetic notabil. Sonda spațială trebuie, de asemenea, să promoveze cunoștințele noastre despre atmosferă și magnetosferă a planetei Jupiter .
Sonda spațială JUICE are o masă de aproximativ 5,1 tone și folosește panouri solare pentru a-și genera energia. Poartă în jur de 285 kilograme de instrumente științifice . Acestea includ spectrometre pentru studierea compoziției solului și a atmosferei lunilor, o cameră și un altimetru pentru a realiza o hartă topografică a suprafeței lor, un radar pentru a studia straturile superficiale ale subsolului și în special a crustei de gheață și oceane posibile, un experiment radio care permite deducerea structurii interne a stelelor, un magnetometru și instrumente pentru măsurarea câmpurilor și particulelor pentru a determina caracteristicile mediului spațial.
SUC este misiunea primul pilot științifică (clasa I) din programul spațial științific al ESA , The programul Cosmic Vision pentru deceniul 2015-2025. Proiectul este lansat sub numele de Jupiter Ganymede Orbiter (JGO), dar este ușor revizuit și redenumit în urma abandonului din 2010 de către NASA a misiunii sale Jupiter Europa Orbiter (JEO), îndreptată spre Europa , cu care JGO formează Europa Jupiter System Mission - Laplace (EJSM - Laplace). JUICE, opus proiectelor de astronomie spațială ATHENA și ONG , este selectat de Comitetul pentru Programul Științific al ESA înMai 2012. Este prima sondă spațială europeană destinată planetelor exterioare ale sistemului solar .
Planeta Jupiter, cu urmașul său de sateliți, constituie arhetipul planetelor gigantice de gaz prezente în sistemul solar . Cele sateliți galileeni sunt cele mai mari patru sateliți naturali ai lui Jupiter . În ordinea distanței față de planetă, ei sunt Io , Europa , Ganymede și Callisto . Acești sateliți se numără printre cele mai mari obiecte din sistemul solar, cu excepția Soarelui și a celor opt planete , toate fiind mai mari decât planetele pitice . În special, Ganymede este cea mai mare și mai masivă lună din sistemul solar, depășind planeta Mercur ca dimensiune . Cele patru luni scad în densitate cu distanța de Jupiter, cel mai îndepărtat Callisto fiind cel mai puțin dens. În timp ce această lună pare să nu aibă un nucleu diferențiat, celelalte trei au un nucleu mai dens și o manta din materiale mai puțin dense. Studiul mediilor foarte diferite ale acestor patru luni ar trebui să permită identificarea mecanismelor fizice și chimice care condiționează evoluția sistemului jovian.
Io | Europa | Ganymede | Callisto | |
---|---|---|---|---|
Fotografie (de Galileo ) |
||||
Structura interna | ||||
Raza medie (km) |
1.821,5 | 1.560,8 | 2.631,2 | 2410.3 |
Densitate (g / cm 3 ) |
3.530 | 3.010 | 1.940 | 1.830 |
Axa semi-majoră (km) |
421.800 | 671.100 | 1.070.400 | 1 882 700 |
Perioada orbitală (zilele Pământului) |
1.769.138 | 3.551.181 | 7.154 553 | 16.689.017 |
Inclinarea axei (grade) |
0,04 | 0,47 | 0,44 | 0,19 |
Excentricitate orbitală | 0,004 | 0,009 | 0,001 | 0,007 |
Principalele caracteristici | Suprafață foarte tânără 400 de vulcani activi Miezul metalic Absența apei Radioactivitate foarte mare (3600 rem / zi) |
Suprafață foarte tânără Crustă de gheață plutind pe o placă de gheață mai caldă Ocean subglaciar în contact cu podeaua de silicat Miezul metalic (de confirmat) Radioactivitate foarte mare (500 rem / zi) |
Suprafață veche Crustă de gheață plutind pe o pătură de gheață mai caldă Ocean subglaciar între două straturi de gheață Miezul metalic lichid Prezența unui câmp magnetic Radioactivitate ridicată (8 rem / zi) |
Suprafață extrem de veche Amestec de gheață și rocă slab diferențiat Ocean subglaciar între două straturi de gheață Fără miez metalic Radioactivitate neglijabilă (0,01 rem / zi) |
Postulatul actual este că sunt necesare patru condiții (dar nu suficiente) pentru ca viața să apară pe un corp ceresc: apa trebuie să fie stabilă în stare lichidă, mediul trebuie să furnizeze energie chimică, unele componente chimice formate din elemente precum carbonul, hidrogenul , oxigen, azot, sulf trebuie să fie prezenți și aceste condiții trebuie menținute pe scări de timp geologice. Zona locuibilă a unui sistem stelar este definită ca regiunea în care apa poate exista în stare lichidă la suprafața sa (nici prea aproape, nici prea departe). În sistemul solar, în prezent, numai Pământul și Venus sunt situate în zona locuibilă. Deși în afara zonei locuibile, apa lichidă a curs la suprafața lui Marte, dar probabil nu suficient de mult (a patra condiție) pentru ca viața să fi avut timp să se dezvolte acolo.
În 1995, sonda spațială Galileo a descoperit că trei dintre cele patru așa-numite luni galileene ( Europa , Ganimedes și Callisto ) ar putea avea un ocean de așa-numita apă lichidă subglaciară sub coaja lor de gheață, deși sunt situate în mare parte în afara zonei locuibile. sistemul nostru solar. Formarea lor ar rezulta din combinația a doi factori: pe de o parte, o sursă de căldură în nucleu și în mantaua corpului ceresc (rezultată din dezintegrări radioactive sau încălzire prin efect de maree) și, pe de altă parte, prezența „ „un strat superior de gheață solidă suficient de gros încât să producă o presiune ridicată și să constituie un izolator termic între temperatura externă a satelitului (foarte scăzută, de ordinul a 100 kelvin pentru Europa, de exemplu) și punctul în care temperatura poate atinge punctul de lichefiere a apei.
Dacă celelalte condiții (elemente chimice, energie, stabilitate temporală) acest ocean subglaciar ar putea constitui un mediu locuibil care să permită apariția unei vieți organizate. Dacă giganții gazoși, foarte obișnuiți în alte sisteme planetare, sunt asemănători cu Jupiter, atunci sateliții acoperiți de gheață ar putea fi cel mai comun habitat din Univers , mai frecvent decât planetele asemănătoare Pământului care necesită doar condiții foarte precise, pentru ca oceanele lor să fie îndeplinite. în aer liber poate exista.
Grosimea stratului de gheață care acoperă Oceanul Subglaciar Ganymede, precum și adâncimea acestuia, nu sunt cunoscute cu precizie. Ganymede are particularitatea unică dintre sateliții naturali ai sistemului solar de a avea un câmp magnetic (printre planetele non-gazoase, doar Pământul și Mercurul au un câmp magnetic). O ipoteză a fost înaintată asupra originii acestui câmp magnetic (sărurile dizolvate în oceanul subglaciar l-ar face conductor, ceea ce ar permite generarea câmpurilor electrice și magnetice secundare ca reacție la rotația câmpului magnetic jovian), dar rămâne la să fie confirmat. Ganymede este un corp diferențiat, dar structura sa este slab înțeleasă și se bazează pe ipoteze care trebuie verificate. Starea de echilibru hidrostatic trebuie confirmată și prin efectuarea unei evaluări mai bune a deformării induse de forțele mareelor produse de Jupiter. Suprafața Ganymede este, în general, foarte veche și prezintă un amestec de bazine antice de impact și cratere recente cu peisaje dominate de procese tectonice punctate probabil de criovolcanism. Studiul său este deosebit de interesant, în special pentru că este reprezentativ pentru corpurile înghețate găsite în sistemul solar exterior. Dar geologia sa regională și locală nu este bine cunoscută, deoarece porțiunile mapate de sonda spațială Galileo cu o rezoluție mai bună de 100 de metri pe pixel reprezintă mai puțin de 1% din suprafața sa totală.
Callisto are suprafața cea mai craterată dintre toate corpurile din sistemul solar și este ca atare un martor ideal al formării sistemului jupiterian. Mai puțin dens decât celelalte luni galileene, este compus dintr-un amestec slab diferențiat de roci și gheață cu probabil un miez de silicați. Trebuie specificate dimensiunea oceanului subglaciar și poziția sa în raport cu suprafața. Aproape aceeași dimensiune ca Mercur, luna este de trei ori mai puțin densă. Callisto este situat la marginea magnetosferei lui Jupiter și, prin urmare, nu experimentează radiația care face celelalte luni galileene nelocuibile.
Cu un diametru de 3.122 km , Europa este puțin mai mică decât Luna . Este formată în principal din roci de silicat și o crustă de gheață de apă, precum și probabil un miez de fier și nichel . Are o atmosferă foarte subțire , compusă în principal din oxigen . Suprafața sa prezintă în special striații și fisuri glaciare numite linii , dar puține cratere de impact . Europa are cea mai netedă suprafață dintre toate obiectele cerești cunoscute din sistemul solar . Această suprafață tânără - cu o vârstă estimată de 100 de milioane de ani - și fără relief asociat cu prezența unui câmp magnetic indus conduce la ipoteza că, în ciuda unei temperaturi medii a suprafeței de 90 K (-183 ° C ) , ar avea o ocean de apă subterană cu o adâncime de aproximativ 100 km care ar putea adăposti viață extraterestră . Modelul predominant sugerează că încălzirea mareelor datorită orbitei sale ușor excentrice - menținută prin rezonanța orbitală cu Io și Ganymede - permite oceanului să rămână lichid și ar avea ca rezultat o mișcare de gheață similară cu tectonica plăcilor , prima activitate de acest tip observată pe un alt obiect decât Pământul . De sare observat anumite caracteristici geologice sugerează că interacționează ocean cu crusta, oferind , de asemenea , o sursă de indicii pentru a determina dacă Europa ar putea fi locuibile . In plus, telescopul spațial Hubble detectează emisia penelor de vapori de apă similare cu cele observate pe Enceladus , o lună de Saturn , care ar fi cauzate de erup gheizerele și care ar permite , eventual , urme de viață să fie detectate.
Atmosfera lui Jupiter este cea mai mare a atmosferelor planetelor din sistemul solar . Este compus în principal din hidrogen și heliu ; alte substanțe chimice sunt prezente doar în cantități mici, inclusiv metan , amoniac , hidrogen sulfurat și apă . Această ultimă componentă nu a fost observată direct, dar ar fi găsită în adâncurile atmosferei. Există de aproximativ trei ori mai mult oxigen , azot , sulf și gaze nobile în atmosfera joviană decât în Soare.
Atmosfera lui Jupiter se caracterizează prin absența unei limite inferioare precise și se amestecă treptat cu fluidele interne ale planetei. De jos în sus, straturile atmosferice sunt troposfera , stratosfera , termosfera și exosfera . Fiecare strat are un gradient termic caracteristic. Cea mai joasă, troposfera, are un sistem complex de nori și ceață, cuprinzând straturi de amoniac, hidrosulfură de amoniu și apă. Norii înalte de amoniac vizibili pe „suprafața” lui Jupiter sunt organizați într-o duzină de benzi paralele cu ecuatorul și sunt mărginite de curenți de aer (vânturi) cunoscuți sub numele de jet stream . Curenții nu au aceeași culoare: cele întunecate se numesc „benzi” , în timp ce cele deschise sunt numite „zone” . Aceste zone, care sunt mai reci decât benzile, corespund aerului ascendent, în timp ce benzile sunt aer descendent. Culoarea deschisă a zonelor s-ar datora gheții de amoniac; totuși, ceea ce oferă benzilor culorile lor întunecate nu se știe. Originile acestei structuri de bandă și flux nu sunt foarte cunoscute, deși există două tipuri de tipare. Modelele superficiale (în franceză „modele superficiale” ) consideră că acesta este un fenomen de suprafață care acoperă un interior stabil. La modelele profunde (în franceză „modelele profunde” ), benzile și curenții sunt manifestările de suprafață ale circulației interioare a mantalei lui Jupiter din dihidrogen.
Atmosfera joviană prezintă o mare varietate de fenomene active, inclusiv instabilitatea benzilor sale, vârtejurilor ( cicloni și anticicloni ), furtuni și fulgere. Vorticile apar ca pete mari roșii, albe sau maronii. Cele mai mari două sunt Marea Pată Roșie și Oval BA , care este și roșu. Aceste două vortexuri, împreună cu celelalte, sunt maxime. Maximele mai mici tind să fie albe. Aceste vârtejuri par a fi structuri relativ puțin adânci, cu o adâncime care nu depășește 100 de kilometri. Situat în emisfera sudică, Marea Pată Roșie este cel mai mare vârtej cunoscut din sistemul solar. Este de trei ori mai mare decât Pământul și există de cel puțin trei sute de ani. BA ovală, la sud de Marea Pată Roșie, este un sistem de înaltă presiune cu o treime din dimensiunea Marii Pete Roșii care s-a format în 2000 când trei mici maxime au fuzionat. Jupiter cunoaște furtuni puternice, întotdeauna însoțite de fulgere. Furtunile sunt rezultatul convecției în atmosferă asociată cu evaporarea și condensarea apei. Ele sunt locul mișcărilor puternice ascendente ale aerului, care duc la formarea norilor strălucitori și densi.
Magnetosfera Jupiter este o cavitate creată în vânt solar de câmpul magnetic al planetei. Este cea mai mare și mai puternică magnetosferă planetară din sistemul solar și cea mai mare structură continuă din sistemul solar după heliosferă . Se întinde peste șapte milioane de kilometri spre Soare și aproape spre orbita lui Saturn în direcția opusă. Mai larg și mai plat decât magnetosfera Pământului , este un ordin de mărime mai puternic , în timp ce momentul său magnetic este de aproximativ 18.000 de ori mai mare. Existența câmpului magnetic al lui Jupiter a fost dedusă din observațiile emisiunilor sale radio la sfârșitul anilor 1950, apoi a fost de fapt observată de sonda Pioneer 10 în 1973.
Câmpul magnetic intern al lui Jupiter este produs de curenții electrici care curg prin miezul exterior al planetei, care este alcătuit din hidrogen metalic . Cele erupții vulcanice pe luna Io Jupiter ejecta cantități mari de dioxid de sulf în spațiul respectiv , formând o mare torusului de gaz în jurul planetei. Câmpul magnetic al lui Jupiter forțează torul să se rotească cu aceeași viteză unghiulară și în aceeași direcție ca planeta. La rândul său, torul încarcă câmpul magnetic cu plasmă , care se întinde formând un magnetodisc. Într-adevăr, magnetosfera lui Jupiter este modelată de plasma lui Io și de propria rotație, unde vânturile solare modelează magnetosfera terestră. Curenții puternici care curg prin magnetosferă creează aurore permanente în jurul polilor planetei și emisii radio intense, fluctuante, ceea ce înseamnă că Jupiter poate fi considerat un pulsar radio foarte slab. Aurorele lui Jupiter au fost observate în aproape toate regiunile spectrului electromagnetic , inclusiv in infrarosu , lumina vizibila , ultraviolete, și radiografii .
Acțiunea magnetosferei captează și accelerează particulele, producând centuri de radiații intense similare cu centura Van Allen a Pământului, dar de mii de ori mai puternice. Interacțiunea particulelor energetice cu suprafețele celor mai mari luni galileene din Jupiter le afectează în mod semnificativ proprietățile chimice și fizice. Aceleași particule afectează mișcarea particulelor din interiorul sistemului inelar al lui Jupiter și sunt afectate la rândul lor. Centurile de radiații prezintă un pericol semnificativ pentru sateliții care trec prin ei și potențial pentru oameni.
În 1995, sonda spațială Galileo a NASA intră în sistemul Jovian și a început primul studiu detaliat al acestuia, urmând simplele survolări ale misiunilor spațiale de mașini Pioneer 10 și 11 , Voyager 1 și 2 și Uysses . Galileo a făcut câteva descoperiri importante, inclusiv prezența oceanelor subglaciare pe unele dintre lunile din Galileea . Constrângerile pe care o planetă trebuie să le îndeplinească pentru a fi locuibile au fost răsturnate. Studiul acestor oceane a devenit un obiectiv major al programului de explorare spațială a sistemului solar pentru cele două agenții spațiale implicate în special în această explorare (NASA și Agenția Spațială Europeană ). Aceste misiuni definite rapid al căror obiectiv principal este studierea în detaliu a lunilor galileene. Dar o misiune pe planetele exterioare cu inserarea pe orbita în jurul lunilor are un cost deosebit de ridicat chiar și pentru o agenție spațială deosebit de bine dotată precum NASA. Cele două agenții au încercat să le limiteze efectuând misiuni comune.
Misiunea, sub numele JGO (Jupiter Ganymede Orbiter), face parte inițial din programul de explorare american-european al Misiunii Jovian Europa Jupiter System (EJSM) care include și misiunea NASA Jupiter Europa Orbiter (JEO). Acesta din urmă trebuie plasat pe orbită în jurul Europei , satelitul lui Jupiter, pentru a-l studia. Coordonarea dintre cele două misiuni trebuie să se refere atât la dezvoltarea instrumentelor științifice, cât și la obiectivele științifice.
În urma abandonării misiunii JEO de către NASA din motive bugetare, Agenția Spațială Europeană decide înaprilie 2011să reformeze programul misiunii JGO pentru a ține cont de acest nou context. Noul proiect se numește SUC. Participarea americană la proiectul inițial nu este o constrângere. Reflecția se referă în principal la capacitatea proiectului de a prelua obiectivul atribuit sondei americane, adică studiul lunii europene . Studiul concluzionează că colectarea de date planificată pentru Europa necesită efectuarea a 50-100 de zboruri peste această lună, ceea ce înseamnă sacrificarea studiului altor luni și a lui Jupiter. În plus, zborurile europene trebuie efectuate într-un mediu radiativ mult mai sever, care necesită un buget care probabil nu se încadrează în pachetul atribuit misiunii europene. Având în vedere aceste concluzii, ESA decide să își modifice proiectul JGO pentru a include două survolări ale Europei, precum și o fază de explorare a lui Jupiter pe o orbită cu înclinație ridicată .
Reper | SUC | Proiect JGO (proiect inițial) |
---|---|---|
Lansa | Iunie 2022 | Iulie 2020 |
Numărul de asistențe gravitaționale | 4 | 3 |
Orbitând în jurul lui Jupiter | Ianuarie 2030 | Februarie 2026 |
Orbitând pe Ganymede | Septembrie 2032 | 2028 |
Sfârșitul misiunii | Iunie 2033 | 2029 |
Survolări | 2 zboruri din Europa 3 + 9 zboruri de Callisto Orbite în jurul Ganymède |
9 survoluri de Callisto Orbite în jurul lui Ganimedes |
Studiu Ganymede | Orbită eliptică înaltă (5 luni) Orbită circulară 500 km (3 luni) Orbită circulară 200 km (1 lună) |
Orbită eliptică înaltă apoi orbită circulară 5.000 km (6 luni) Orbită circulară 400 km (6 luni) |
Misiunea redenumită JUICE remodelată este unul dintre candidații pentru marea misiune (L1) a programului Cosmic Vision, care reunește misiunile științifice ale Agenției Spațiale Europene . La sfârșitul unui proces de preselecție, trei proiecte rămân în desfășurare: ONG (fost LISA) un observator al undelor gravitaționale care utilizează tehnica interferometriei , ATHENA (fost IXO) și XEUS un telescop spațial cu raze X dezvoltat împreună cu Agenția Japoneză de Explorare Aerospațială. (JAXA) și SUC. Proiectul JUICE este declarat câștigător pe2 mai 2012. Misiunea trebuie lansată înIunie 2022de o rachetă europeană Ariane 5 .
La rândul său, NASA se îndreaptă spre o misiune centrată pe Lună în Europa , cu programul Europa Clipper , care după ce a întâmpinat probleme de finanțare obține sprijinul Congresului american . Se lansează în paralel înaugust 2011misiunea Juno care trebuie să studieze structura internă a lui Jupiter, precum și magnetosfera sa. Cu toate acestea, studiul lunilor galileene și al sistemului jovian nu se numără printre obiectivele sale.
Lista celor zece instrumente purtate de JUICE este stabilită în februarie 2013. Acestea sunt elaborate de laboratoare din 16 țări europene, precum și de unități situate în Statele Unite și Japonia, utilizând bugetele țărilor în cauză. În noiembrie 2014, după verificarea maturității conceptelor implementate de instrumente, Agenția Spațială Europeană și-a dat focul pentru dezvoltarea ulterioară. În iulie 2015, agenția a selectat unitatea franceză Airbus drept principalul industrial pentru producerea sondei spațiale. Contractul în valoare de 350 de milioane de euro acoperă faza de proiectare, dezvoltare, integrare, testare și punere în funcțiune în zbor. Asamblarea sondei spațiale urmează să fie efectuată în Germania la instalația Airbus din Friedrichshafen. Lansarea JUICE de către o rachetă Ariane 5 sau Ariane 64 a fost contractată în iunie 2019. În martie 2017, specificațiile platformei JUICE propuse de producătorul Airbus au fost validate de agenția spațială europeană, ceea ce a permis producția sa să înceapă.
Facilitățile CERN (instrumentul VESPER) sunt utilizate pentru a testa toate echipamentele sensibile care vor fi supuse radiațiilor ionizante care caracterizează orbita Jupiteriană. În aprilie 2017, NASA, care furnizează instrumentul UVS și contribuie la instrumentele PEP și RIME (bugetul total 114,4 milioane USD), începe faza de fabricație a acestui echipament. Testele efectuate în incinta sediului Airbus din Toulouse asupra modelului de inginerie al sondei spațiale au fost finalizate cu succes în decembrie 2018. Construcția modelului de zbor a început după ce s-a primit unda verde primită în aprilie 2019 la rezultatul specificației critice. revizuire (CDR). Unitatea din Madrid construiește mai întâi structura JUICE cu participarea RUAG (Elveția). În noiembrie 2019, ultimele panouri solare sunt livrate de Airborne către Airbus Netherlands, care este responsabilă de asamblarea acestora. Sistemul de propulsie, care cuprinde în principal cele două rezervoare principale de propulsor de titan, un motor principal de rachetă și 20 de propulsoare mici, este integrat în Lampoldshausen ( Germania ) cu structura asigurată de unitatea din Madrid. În februarie 2020 UVS (spectrograful ultraviolet) este primul instrument livrat pentru integrarea cu sonda spațială. Asamblarea finală a modelului de zbor începe în aprilie 2020 la Friedrichshafen (Germania), unde nava a fost transportată de un convoi rutier excepțional. Se adaugă diferitele instrumente științifice, electronice, computere de bord, sisteme de comunicații și izolație termică. După finalizarea asamblării, JUICE este transportat în mai 2021 la sediul ESTEC pentru a începe o fază de testare în camera de vid deținută de această unitate a Agenției Spațiale Europene. Sonda spațială trebuie livrată în iulie 2020 către Airbus Toulouse pentru o fază finală de testare înainte de a fi transportată la Kourou de unde va fi lansată.
Principalul obiectiv științific al misiunii JUICE este de a determina în ce măsură lunile lui Jupiter și, în special, Ganimedes vor primi viață.
Obiectivele științifice ale misiunii sunt următoarele:
Determinați caracteristicile Ganymede ca planetă și habitat potențialPentru a atinge aceste obiective, sonda spațială poartă 10 instrumente sau suite instrumentale. Sarcina utilă reprezintă o masă de 285 kg .
Patru instrumente sunt responsabile pentru realizarea imaginilor lui Jupiter și a lunilor sale și a compoziției suprafeței și a atmosferei:
Spectrometru MAJISMAJIS ( Moons and Jupiter Imaging Spectrometer ) este un spectrometru de imagistică hiperspectrală care observă în lumină vizibilă și infraroșie (0,4 până la 5,7 microni). Rezoluția spectrală este de 2,3 nanometri între 0,4 și 1,9 microni și 6,6 nanometri între 1,5 și 5,7 microni sau 1280 benzi spectrale. Câmpul vizual este de 3,4 grade, iar detectorul include 500 de pixeli perpendiculari pe cale (1,125 până la 1 mrad / pixel). Deschiderea este de 75 mm, iar distanța focală este de 240 mm . Rezoluția spațială este de 2,5 la 5 km de metri , atunci când zboară peste Ganymede și Callisto și 125 km pentru Jupiter. Instrumentul este utilizat pentru a studia caracteristicile norilor din troposfera lui Jupiter, precum și elementele chimice minoritare din atmosfera sa. Oferă caracteristicile gheții și mineralelor prezente pe suprafața lunilor. Exosfera lunilor și straturile superioare ale atmosferei lui Jupiter sunt observate prin ocultarea stelară și a membrelor.
Spectrograf ultraviolet UVSUVS ( UV Imaging Spectrograph ) este un spectrograf cu imagini cu fantă ultravioletă extremă (55-210 nanometri) cu rezoluție spectrală mai mică de 0,6 nanometri . Acesta face posibilă obținerea de imagini cu o rezoluție spațială de 0,5 km pe orbita joasă a Ganimedei și de 250 km în timpul zborurilor din Jupiter. Instrumentul face posibilă colectarea datelor cu privire la compoziția și dinamica atmosferelor subțiri ale lunilor ( exosferă ), studierea aurorei polare a lui Jupiter, precum și structura straturilor superioare ale atmosferei sale. Instrumentul face observații directe atunci când ținta sa trece de sub sonda spațială sau analizând ocultarea Soarelui sau a unei stele de către atmosfera studiată. Instrumentul derivă din UVS la bordul misiunii Juno lansată la Jupiter în 2011.
Sonda de adâncime SWI milimetricSWI ( Sub milimetrică Instrument Wave ) milimetrică telescopul este un instrument echipat cu o oglinda primar 29 centimetri , care include spectrometre / radiometre care funcționează în două canale de la 530 până la 625 GHz și de la 1080 la 1275 GHz. Rezoluția spectrală a spectrometrelor este cuprinsă între 106 și 107. Un mecanism de scanare face posibilă orientarea la ± 72 de grade față de punctul vizat de sondă în direcția de deplasare în timpul survolării lui Jupiter și perpendicular pe această direcție în timpul survolurilor de Ganymede și ± 4,3 grade în direcția ortogonală.
Instrumentul SWI studiază compoziția și dinamica stratosferei lui Jupiter și cuplarea acesteia cu straturile atmosferice inferioare și superioare (determinarea temperaturii și a caracteristicilor vânturilor stratosferice). Trebuie să caracterizeze atmosfera subțire a lunilor galileene (determinarea constrângerilor privind abundența apei, pentru raportul Io SO / SO2). Instrumentul determină raporturile izotopice ale principalelor componente ale atmosferelor lui Jupiter și ale lunilor sale (în principal H2O, CO, HCN, CS, NH3, SO, SO2). Măsoară proprietățile suprafeței și straturilor superficiale ale sateliților lui Jupiter (prezența punctelor fierbinți și criovolcanismului).
Camera JANUSLungime de undă (lățime în nm) |
Detectare |
---|---|
650 (500) | Imagine pancromatică |
450 (60) | Filtru albastru |
530 (60) | Filtru verde, sodiu |
656 (60) | Filtru roșu, sodiu |
750 (20) | Banda de metan peste geologia lui Jupiter |
590 (10) | Sodiu din exosferele lunilor |
889 (20) | Trupa de metan pe Jupiter |
940 (20) | Banda de metan pe Jupiter Fe2 + pe sateliți |
727 (10) | Trupa de metan pe Jupiter |
410 (80) | Suprafața ultravioletă a lunilor |
910 (80) | Fe2 +, lavele lui Io |
1000 (150) | Fe2 +, lavele lui Io |
656 (10) | Emisia Hα de aurore și fulgere |
Camera JANUS ( Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator, sistem de camere ) face imagini la rezoluție spațială medie și înaltă în lumină vizibilă și în infraroșu apropiat (350 - 1050 nm). Câmpul său vizual este de 1,72 x 1,29 °, deschiderea sa este de 100 mm și distanța focală este de 467 mm . Detectorul este de tip CMOS și cuprinde 2000 x 1504 pixeli (15 μrad / pixel). Rezoluția spațială ajunge la 2,4 metri în timpul survolarea Ganymede și 10 km în timpul survolarea Jupiter. O roată de filtrare cu 13 filtre este utilizată pentru a detecta anumite elemente chimice (tabelul de lângă). JANUS ar trebui să facă posibilă colectarea caracteristicilor celor trei luni (Callisto, Europa și mai ales Ganimedes) Camera va face posibilă producerea de hărți colorate globale (la o scară dependentă de lățimea de bandă) și locale, precum și hărți geologice ale lui Jupiter sateliți, inclusiv Io și sateliții interiori exteriori ai lui Jupiter.
Trei instrumente reconstituie topografia suprafeței, structura subsolului și câmpul de greutate:
Altimetru laser GALAGALA cu laser altimetru ( Ganymede laser Altimetru ) este un lidar bi-static (1064 nanometri) , care ajută la reconstrucția topografia lunilor. Acest instrument de 15 kg dezvoltat de laboratoarele germane (laser) și japoneze (receptoare) provine de la BELA la bordul sondei spațiale europene BepiColombo (2018) și a altimetrelor sondelor spațiale japoneze Hayabusa (2009), Hayabusa 2 (2015) și Kaguya ( 2007). În timpul survolării Ganymede este folosit pentru a determina forma generală a Lunii, topografia sa globală la diferite scări (cu o rezoluție orizontală maximă de un grad), rugozitatea suprafeței sale, înclinația solului, rigiditatea sa ( număr of Love h2) cu o precizie de 1% care ar trebui să permită determinarea grosimii stratului de gheață de pe suprafață și a grosimii oceanului subteran cu o precizie de 10 kilometri. În timpul zborurilor europene, instrumentul ar trebui să permită identificarea depresiunilor topografice regionale, în special în terenuri haotice și zone care pot conține apă lichidă la adâncime mică. În timpul survolării din Callisto instrumentul trebuie să permită determinarea formei globale a lunii, identificarea depresiunilor regionale în special bazinele inelare și craterele mari, obținerea de profiluri ale diferitelor tipuri de teren asigură corelația dintre rugozitatea suprafeței și degradare și eroziunea craterelor.
Radar RIMERadar rime ( radar pentru Icy Moons Explorarea ) determină structura subsolului la o adâncime de nouă kilometri. Radarul emite unde radio de joasă frecvență (9 MHz) care sunt reflectate diferit de straturile subsolului având o constantă dielectrică specifică. Analiza semnalului radio returnat face posibilă stabilirea unui profil vertical al subsolului survolat. Rezoluția verticală este între 50 și 140 de metri. În special, RIME trebuie să colecteze date despre gheața de suprafață și oceanele subglaciare ale lunilor galileene. Pentru Ganymede, el contribuie mai ales la caracterizarea stratului de gheață, determinând formarea structurilor vizibile la suprafață și căutând semne de activitate prezentă sau trecută. Instrumentul, care derivă din instrumentele MARSIS ale sondei spațiale europene Mars Express și SHARAD la bordul MRO al orbitatorului marțian al NASA . RIME utilizează o antenă dipol lungă de 16 metri.
3GM Radio Science3GM ( Gravity & Geophysics of Jupiter and Galilean Moons ) este un experiment radio-științific care se bazează pe un repetor de bandă Ka și pe un oscilator ultrastabil. Prin măsurarea cu exactitate timpul necesar pentru o banda Ka si banda X semnal radio pentru a face călătoria în jurul între Pământ și sonda spațială, instrumentul face posibilă măsurarea distanței dintre aceste două puncte , cu o precizie de E0 centimetri și viteza relativă cu o precizie de 1 până la 3 microni pe secundă. Aceste măsurători de feedback permit determinarea forței de greutate a corpului ceresc peste care zboară sonda spațială sau a densității atmosferei care se află între ea și Pământ. Instrumentul este utilizat pentru a măsura câmpul gravitațional al Ganymedei cu o precizie ridicată, pentru a determina indirect dimensiunea oceanelor subterane ale lunilor lui Jupiter și pentru a determina structura atmosferei neutre și a ionosferei lui Jupiter, precum și a atmosferelor fragile ale lunilor.
Interferometrie de bază foarte lungă: PRIDEPRIDE ( Planetary Radio Interferometer & Doppler Experiment ) este un experiment de lungă bază de interferometrie bazat pe sistemul de comunicații al sondei spațiale care permite măsurarea cu o precizie foarte mare a poziției sondei spațiale și a vitezei acesteia. Din radiotelescoapele din întreaga lume folosiți emisiile de unde radio purtătoare de la nava spațială pentru a măsura viteza în axa care leagă observatorul și nava spațială (prin efectul Doppler) și deplasarea laterală (compararea măsurătorilor diferitelor observatoare). Aceste date fac posibilă determinarea directă a poziției sondei spațiale în cadrul de referință internațional celest . Acestea contribuie la măsurarea câmpului gravitațional al lunilor și al lui Jupiter și îmbunătățesc precizia efemeridei (obiectiv: îmbunătățirea cu un factor de 10.000 pentru Ganimede) a acestor corpuri cerești, mai ales a lunilor.
Trei instrumente măsoară in situ diferențele caracteristice ale mediului spațial al lui Jupiter și al lunilor sale galileene:
Magnetometru J-MAGMagnetometru J-MAG (magnetometru pentru SUC) cuprinde doi senzori fluxgate și un senzor de scalare atașat la capătul unei antene de 5 metri lungime pentru limitarea perturbațiilor create de câmpul magnetic generat de nava.
Măsurarea particulelor și a plasmei PEPPEP ( Particle Environment Package ) este un instrument care măsoară particulele și plasma in situ . include șase tipuri de senzori împărțiți în patru grupuri care permit acoperirea întregului perimetru al sondei spațiale. Acești senzori caracterizează ionii și electronii plasmei, atomi neutri într-o gamă largă de energie cu o anumită rezoluție unghiulară și spectrală. Obiectivul acestor măsurători este de a înțelege interacțiunile dintre plasmă și magnetosferă și evoluția particulelor. Senzorii sunt:
Instrumentul de măsurare a undelor radio și plasmatice RPWI ( Radio & Plasma Wave Investigation ) efectuează trei tipuri de observații: măsurarea electrică a undelor plasmatice (LP-PWI), măsurarea emisiilor radio (RWI) și măsurarea câmpurilor magnetice alternative (SCM). Are mai multe antene de 2 până la 3 metri lungime.
Instrument | Responsabili științifici | Masă și consum | Descriere | Obiectivele principale | Spectacole | Laboratoare |
---|---|---|---|---|---|---|
IANUS |
Pasquale Palumbo adj. : Ralf Jaumann |
Cameră cu lumină vizibilă | Geologia lunilor înghețate, atmosfera dinamică a lui Jupiter, activitatea Io | Lungimi de undă: 380-1080 nm Rezoluție spațială ≥7,5 m. |
Universitatea din Napoli - Parthenope | |
ACTUALIZĂRI |
Yves Langevin adj. : Guiseppe Piccioni |
Spectrograf vizibil, aproape de infraroșu | Compoziția suprafeței, chimia atmosferei lui Jupiter | Lungimi de undă: 0,9_1,9 și 1,5-5,7 microni Rezoluție spațială ≥62,5 m. |
Institutul de Astrofizică Spațială | |
UVS | Randy Gladstone | Spectrograf cu imagini ultraviolete | Aurora, albedo de suprafețe, atmosfera lunilor și Jupiter | Lungimi de undă: 55-210 nm Rezoluție înclinată 0,04-0,16 ° |
SwRI | |
SWI | Paul Artogh | Spectrograf submilimetric | Vânturile lui Jupiter, temperatura și compoziția atmosferelor lunilor | MPS | ||
GALĂ | Auke Hussman | 15 kg; 52 wați | Altimetru laser | Forma și topografia lunilor | DLR | |
RIMA |
Lorenzo Brizzone adj. : Jeff Plaute |
Radar | Analiza subsolului lunilor | Lungime de undă: 9 Hz Adâncime maximă: 9 km Rezoluție verticală: 50 m . |
Universitatea din Trento | |
3GM |
Luciano Iess adj. : David J. Stevenson |
Operațiune de emisii radio | Măsurarea câmpului gravitațional, structura internă a lunilor | Distanță: 2 cm Viteză: 2 microni / s. |
Universitatea La Sapienza | |
JMAG | Michele Dougherty | Magnetometre Scalar și fluxgate | Măsurarea câmpului magnetic, detectarea prezenței oceanului Ganymede | Amplitudine: ± 8000 nT Rezoluție: 0,2 nT. |
Colegiul Imperial | |
RPWI | Jan-Erik Wahlund | Sonda Langmuir , magnetometru și antenă dipol | Caracteristicile plasmatice | Amplitudine: ± 8000 nT Rezoluție: 0,2 nT. |
Institutul suedez de fizică spațială | |
MÂNDRIE | Leonid gurvits | Interferometrie de bază foarte lungă și măsurare Doppler | Efemeride , câmpuri gravitaționale ale lui Jupiter și ale lunilor | JIVE | ||
PEP |
Stas Barabash adj. : Peter Würz |
JDC: Măsurarea ionului și a plasmei electronice | • Energie: 1 eV - 41 keV • Rezoluția energiei: 12% • Rezoluția masei atomice 1/30 • Rezoluția spațială 5,5 x 19,5 ° |
Institutul suedez de fizică spațială | ||
JEI: Măsurarea ionului și a plasmei electronice | • Energie: 1-50 keV • Rezoluție energetică: 4,9% • Rezoluție spațială: 20 x 10 ° |
Institutul Max Planck | ||||
NIM: Spectrometru de masă timp de zbor | Măsurarea ionilor și a gazelor neutre | Universitatea din Berna | ||||
JENI: cameră cu atom neutru și spectrometru de imagistică cu ioni și electroni | Analiza procesului centurii de radiații | APL | ||||
JoEE: Spectrometru cu electroni de mare energie | • Energie: 25 keV - 1 MeV • Rezoluție energetică: 20% • Rezoluție spațială: 12x22 ° |
APL | ||||
JNA: Analizor de atomi neutri | Măsurarea fluxurilor de atomi neutri produse de suprafața Ganymede | • Energie: 10 eV-3 keV • Rezoluție spațială: 7 ° x 25 ° |
Institutul suedez de fizică spațială |
Proiectarea sondei este dictată de următoarele constrângeri:
Sonda spațială este construită în jurul unei structuri cilindrice centrale de 1,4 metri în diametru care se interfață cu adaptorul lansatorului de 1,666 metri în diametru printr-un con mic. Cilindrul central conține cele două rezervoare principale de combustibil. În jurul acestui cilindru sunt articulate șase partiții structurale și patru pereți exteriori ușori. Sucul are o masă totală de 5.100 kg, inclusiv aproximativ 2.900 kg de combustibil, care ar trebui să permită producerea unei delta-V de aproximativ 2,7 km / s . Sonda spațială transportă 285 kg de instrumente științifice.
Corpul sondei spațiale are o formă paralelipipedică. Axa cilindrului + Z / -Z este perpendiculară pe suprafața stelelor în timpul zborului lor. Axa + X / -X este orientată spre Soare: antena parabolică cu câștig mare este situată pe fața -X orientată spre Soare (și Pământul când sonda spațială este aproape de Jupiter). Axa panourilor solare coincide cu axa + Y / -Y. Senzorii instrumentelor care sunt îndreptate spre stele pentru observațiile lor (cameră JANUS, spectrometre MAJIS, altimetru UVS, SWI și GALA) și care trebuie co-aliniate sunt instalate pe o bancă optică fixată pe fața -Z din partea de sus a cilindrului și opusă feței (+ Z) unde se află propulsia principală și adaptorul care servește ca interfață cu lansatorul. Instrumentele care necesită un câmp vizual larg sunt de asemenea instalate pe partea -Z: anumiți senzori PEP (NIM, JEI, JNA, JENI) și antena radar RIME. Senzorii RPWI și magnetometrul JMAG sunt instalați la capătul polilor pentru a-i ține departe de sursele de perturbare produse de electronica sondei spațiale. Doi senzori PEP (JDC și JoEE) sunt atașați la fața zenit (+ Z).
ScutirePentru a face față câmpului magnetic intens al lui Jupiter , cele mai sensibile părți ale sondei sunt adăpostite în două cutii fixate de fiecare parte a axei + X / -X de-a lungul cilindrului central. Pereții acestor cutii constau dintr-un ecran de aproximativ 10 mm de aluminiu, care reprezintă o masă totală de 80 kg . Sonda urmează să primească o doză de radiații ionizante în spatele scutului său de 850 de gri, dar este proiectată să reziste la 1.500 de gri.
PropulsiePropulsia principală, care este responsabilă pentru principalele manevre (inserarea pe orbita în jurul lui Jupiter, apoi Ganymede), se efectuează folosind un motor rachetă cu propulsor lichid cu o forță de 425 newtoni . Este asistat de 2 grupuri de patru motoare mici de 20 de rachete Newton care sunt utilizate pentru controlul atitudinii și care pot înlocui motorul principal în caz de defecțiune a acestuia din urmă. În cele din urmă, se utilizează 2 grupuri de 6 motoare rachete mici de 10 newtoni pentru a desatura roțile de reacție . Toate motoarele utilizează aceeași combinație de propulsori hipergolici ( NTO / MMH ) care sunt presurizați de heliu înainte de injectarea în camera de ardere. Combustibilii NTO / MMH sunt depozitați în două rezervoare de titan cu o capacitate de 3650 kg.
EnergieEnergia electrică este furnizată de panouri solare orientabile foarte mari (85 m 2 ) pentru a compensa distanța de la Soare, care asigură 725 wați la nivelul lui Jupiter.
Controlul atitudiniiSonda este stabilizată pe 3 axe ; când se află pe orbită în jurul lui Ganimedes, este rotit în jurul uneia dintre axele sale pentru a-și stabiliza orientarea.
TelecomunicațiiSistemul de telecomunicații funcționează în banda X și Ka ; folosește o antenă fixă cu câștig mare de peste 2,54 metri în diametru și o antenă orientabilă cu câștig mediu. Antenele cu câștig redus sunt utilizate atunci când nava spațială este în modul de supraviețuire .
Controlul termicSistemul de control termic al JUICE trebuie să-i permită să mențină o temperatură compatibilă cu gama de funcționare a echipamentului, precum și în apropierea soarelui pe orbita Venusului (flux solar de 3300 W / m²) decât la Jupiter (flux solar de 46 W / m²). Trebuie să respingă sau, dimpotrivă, să producă căldură luând în considerare atât faza de zbor (distanța față de Soare), orientarea sondei spațiale (fața expusă la căldură), tipul de echipament (gradul de toleranță la temperatura variații, indiferent dacă produce sau nu căldură) și utilizarea acestuia (atunci când un instrument funcționează, generează căldură, dar atunci când este în repaus poate fi necesar să fie reîncălzit). Sonda spațială trebuie să poată face față eclipselor lungi (până la 4,8 ore) o dată pe orbita în jurul lui Jupiter. Senzorii instrumentului au constrângeri de temperatură foarte variabile. Componentele electronice ale instrumentelor și echipamentelor care furnizează suport (telecomunicații, computere de bord etc.) care sunt plasate în cele două cutii ecranate trebuie păstrate într-un interval de temperatură cuprins între -20 ° C și +50 ° C. Sunt implementate diferite strategii pentru a satisface aceste constrângeri termice diferite. Fața sondei spațiale în general îndreptată spre Soare (-X) este protejată de fluxurile solare ridicate de antena parabolică cu câștig mare. Izolarea multistrat a țesuturilor înconjoară majoritatea echipamentelor expuse în spațiu, precum și corpul navei spațiale. Rezistențele de încălzire sunt instalate peste tot pentru a crește temperatura, dacă este necesar. Unele instrumente sunt conectate printr-un material conductiv termic la radiatoare individuale pentru a disipa căldura din electronica lor sau dimpotrivă cu degetele de răcire. În cele două cutii blindate, un fluid de transfer de căldură circulă într-o rețea de țevi pentru a evacua excesul de căldură către un radiator plasat pe o parte a sondei spațiale care nu este expusă Soarelui
Eveniment | Datat | Orbită |
---|---|---|
Lansare de la Kourou | Iunie 2022 | |
Zburați peste Pământ | Mai 2023 | |
Zbor de zbor Venus | Octombrie 2023 | |
Zburați peste Pământ | Septembrie 2024 | |
Flyover Marte | Februarie 2025 | |
Zburați peste Pământ | Noiembrie 2026 | |
Inserarea pe orbită în jurul lui Jupiter |
Octombrie 2029 | |
Reducerea altitudinii orbitei | Octombrie 2029-octombrie 2030 | |
Survolarea Europei (2) | Octombrie 2030 | |
Survoluri Callisto | Octombrie 2030- august 2031 | |
Transfer pe orbita lui Ganymede | Septembrie 2031 - noiembrie 2032 | |
Inserarea pe orbită în jurul Ganymede |
12/2032 | |
Studiul Ganymedei de pe orbită |
Decembrie 2032 - septembrie 2033 | |
Sfârșitul misiunii | Septembrie 2033 |
Misiunea JUICE include două faze principale: tranzitul între Pământ și Jupiter cu o durată de 7,6 ani și faza științifică în sistemul Jupiterian. Misiunile pe planetele exterioare, atunci când, la fel ca în cazul Juice, includ o inserție pe orbită, necesită transportarea unei cantități mari de propulsori. Traiectoria a fost optimizată pentru a le limita masa, astfel încât să fie compatibilă cu capacitatea de încărcare a lansatorului Ariane folosit pentru lansarea sondei spațiale. A doua constrângere care a ajutat la definirea traiectoriei este necesitatea de a reduce expunerea sondei spațiale la radiațiile de la centurile de radiații ale lui Jupiter.
JUICE este lansat de o rachetă Ariane 5 sau Ariane 64 . Din ferestrele de lansare au fost identificate în 2022, 2023, 2023, 2024 și 2025. Fereastra de lansare care se deschideIunie 2022permite ca timpul de tranzit să fie limitat la 7,8 ani, în timp ce acesta este de 9 ani pentru anii următori. În cursul anului 2021 lansarea este programată pentru iunie 2022. Pentru a se alătura sistemului Jovian, JUICE folosește de patru ori între 2023 și 2026 asistența gravitațională a planetelor interioare: Pământul , apoi Venus și din nou de două ori Pământul. Sonda spațială va fi cât mai aproape de Soare în timpul zborului său peste Venus, care va avea loc la o distanță de 0,64 Unități astronomice de stea. Sistemul de control termic al sondei spațiale este dimensionat pentru a ține seama de această situație.
Misiunea științifică începe la intrarea în sistemul jupiterian. SUC ajunge în el cu o viteză de aproximativ 5,7 km / s. Pentru a limita cantitatea de propulsori necesară pentru a se încadra pe orbita din jurul lui Jupiter, sonda spațială prin intrarea în sistemul Jupiterian zboară mai întâi la o distanță de 400 de kilometri Ganimedes , asistența gravitațională a acestuia îi permite să-și reducă viteza de 300 m / s. Șapte ore treizeci de minute mai târziu, sonda spațială își folosește propulsia principală pentru a-și reduce viteza cu încă 900 m / s, ceea ce îi permite să se introducă pe o orbită eliptică foarte înaltă, cu o perioadă de 272 de zile în jurul lui Jupiter (octombrie 2029). Excentricitatea orbitei este redusă la 57 de zile după ce a finalizat prima rotație folosind din nou asistența gravitațională a lui Ganymede, apoi la 36 de zile folosind aceeași manevră. Aceste manevre permit, de asemenea, modificarea planului orbital al sondei spațiale în raport cu planul ecuatorial al lui Jupiter. Înclinarea acestuia merge de la o valoare cuprinsă între 3 și 5 ° la intrarea în sistemul Jupiterian la 0 °. O a patra asistență gravitațională de la Ganymede este utilizată pentru a transfera sonda spațială pe o orbită care ar trebui să îi permită să zboare peste Callisto, astfel încât asistența gravitațională a acesteia din urmă să permită survolarea Europei.
Zbor peste Europa (octombrie 2030)Sonda a făcut singurele două zboruri din Europa planificate în timpul misiunii imediat după primul zbor de la Callisto. Pentru ca zborul din Europa să aibă loc în cele mai bune condiții de iluminare, viteza rezultată din zborul din Callisto trebuie să fie foarte apropiată de ceea ce este planificat (precizie de câțiva m / s).
Studiul lui Jupiter pe o orbită înclinată (octombrie 2030 - august 2031)Sonda spațială folosește asistența gravitațională a lui Callisto , apoi Ganymede și din nou Callisto pentru a-și reduce viteza față de Callisto de la 5 la 4 km / s. Următoarele trei zboruri superioare ale lui Callisto sunt utilizate pentru a crește înclinația față de planul ecuatorial al lui Jupiter la o valoare de aproximativ 26 °, ceea ce face posibilă studierea mediului Jupiter și a regiunii sale polare. Trei noi zboruri Callisto sunt folosite pentru a aduce planul orbital al lui JUICE înapoi în planul ecuatorial al lui Jupiter, înclina orbita acestuia în jurul lui Jupiter și efectua în jur de zece zboruri Callisto.
Inserarea pe orbită în jurul Ganymede (septembrie 2031 - noiembrie 2032)Viteza relativă față de Ganymede de JUICE este de aproximativ 3,8 km / s, iar sonda spațială nu are suficienți propulsori pentru a se potrivi în aceste condiții pe orbita din jurul Ganymede. Sonda spațială trebuie mai întâi să-și reducă viteza utilizând succesiv asistența gravitațională a lui Ganimedes, apoi a lui Callisto și din nou a lui Callisto. Viteza sa relativă a scăzut apoi la 1,6 km / s. Un asistent gravitațional final Callisto este folosit pentru a regla unghiul planului orbital din jurul Ganimedes cu direcția Soarelui. Aceste manevre sunt răspândite pe o perioadă de 11 luni și această perioadă este utilizată pentru a studia plasma și magnetosfera dintre luni.
Studiul Ganymede de pe orbita Ganymede (decembrie 2032 - septembrie 2033)În cele din urmă, sonda este plasată pe diferite orbite polare în jurul Ganymede. În timpul unei prime faze de 30 de zile, sonda circulă pe o orbită eliptică de 10.000 x 200 km apoi 90 de zile pe o orbită circulară de 5.000 km . Sonda spațială își reduce apoi orbita la 10.000 x 200 km și studiază luna de acolo pentru o perioadă de 30 de zile. O nouă manevră o plasează pe o orbită circulară de 500 km de unde studiază Ganymede timp de 102 zile. În cele din urmă, sonda spațială este plasată pe o orbită circulară de 200 km pentru o perioadă de 30 de zile. Misiunea principală se încheie înSeptembrie 2033.
Se așteaptă ca 1,4 gigați de date să fie transmise zilnic către stația terestră Malargüe . Datele colectate pe parcursul întregii misiuni primare pot fi defalcate după cum urmează după volum: Studiul Ganymede înainte de inserarea JUICE pe orbita în jurul lunii (6%) și după inserarea acestuia pe orbită (24%), studiul zonelor active ale luna Europa (10%), studiul lui Callisto ca reprezentativ al formelor primitive ale sistemului jovian (14%), caracteristicile atmosferei lui Jupiter (21%), studiul magnetosferei lui Jupiter (21%) și studiul sistemul de sateliți și inelele lui Jupiter (4%).
: documente utilizate ca sursă pentru scrierea acestui articol
Documente oficiale ale Agenției Spațiale Europene