Průzkumník Jupiter Icy Moons - Jupiter Icy Moons Explorer

Podobně pojmenovaný zrušený koncept NASA viz Jupiter Icy Moons Orbiter.
Průzkumník Jupiter Icy Moons
JUICE spacecraft.png
Umělecký dojem z kosmické lodi JUICE
Typ misePlanetární věda
OperátorESA
Trvání miseFáze plavby: 7,6 roku
Vědecká fáze: 3,5 roku
Vlastnosti kosmické lodi
VýrobceAirbus Defence and Space
Odpalovací mše4 800 kilogramů (10 600 lb)[1]
Suchá hmota1900 kilogramů (4200 lb)[1]
Napájení820 wattů[2] od a Solární pole ~ 100 metrů čtverečních (1100 čtverečních stop)[3]
Začátek mise
Datum spuštění9. června 2022 (spouštěcí okno: 21. května až 17. června 2022)[4][5]
RaketaAriane 5[4]
Spusťte webCenter Spatial Guyanais, ELA-3
DodavatelArianespace
Průlet kolem Země
Nejbližší přístupKvěten 2023
Vzdálenost12 700 kilometrů (7 900 mil)
Průlet kolem Venuše
Nejbližší přístupŘíjen 2023
Vzdálenost9 500 kilometrů (5 900 mil)
Průlet kolem Země
Nejbližší přístupZáří 2024
Vzdálenost1.950 kilometrů (1.210 mi)
Průlet kolem Mars
Nejbližší přístupÚnor 2025
Vzdálenost1100 kilometrů (680 mi)
Průlet kolem Země
Nejbližší přístupListopad 2026
Vzdálenost3 700 kilometrů (2 300 mil)
Jupiter orbiter
Orbitální vloženíŘíjen 2029 (plánováno)
Orbitální odjezdZáří 2032
Ganymede orbiter
Orbitální vloženíZáří 2032 (plánováno)
Logo mise JUICE
Insignie mise JUICE
← Euklid
USMĚJ SE  →
 

The Průzkumník JUpiter ICy Moons (DŽUS) je meziplanetární kosmická loď vyvíjená společností Evropská kosmická agentura (ESA) s Airbus Defence and Space jako hlavní dodavatel. Mise bude studovat tři z nich Jupiter je Galileovy měsíce: Ganymede, Callisto, a Evropa (s výjimkou vulkanicky aktivnějších Io ) o kterých se předpokládá, že pod jejich povrchy mají významná tělesa kapalné vody, která je tvoří potenciálně obyvatelný prostředí.[6]

Kosmická loď by měla být vypuštěna v červnu 2022 a k Jupiteru se dostane v říjnu 2029 po pěti gravitace pomáhá a 88 měsíců cestování. Do září 2032 vstoupí kosmická loď na oběžnou dráhu kolem Ganymedu pro svoji blízkou vědeckou misi a stane se první kosmickou lodí, která obíhá kolem jiného měsíce než Měsíce Země. Výběr této mise pro startovací slot L1 u ESA Kosmické vidění vědecký program byl vyhlášen dne 2. května 2012.[7] Jeho provozní období se bude překrývat s NASA je Europa Clipper mise, zahájená v roce 2024.

Dějiny

Koncept umění pro Jupiter Ganymede Orbiter, složka ESA navrhované Mise systému Europa Jupiter - Laplace.

Mise začala přeformulováním Jupiter Ganymede Orbiter návrh, který měl být ESA složka zrušeného Mise systému Europa Jupiter - Laplace (EJSM-Laplace).[8] Stal se kandidátem na první misi ESA třídy L (L1) Kosmické vidění Program a jeho výběr byl oznámen dne 2. května 2012.[7]

V dubnu 2012 byl nad navrhovaným doporučen program JUICE ATHENA Rentgenový dalekohled a gravitační vlna observatoř (Nová observatoř gravitačních vln (Nevládní organizace)).[9][10] V červenci 2015 byl Airbus Defence and Space vybrán jako hlavní dodavatel pro konstrukci a výrobu sondy, do které se bude montovat Toulouse, Francie.[11]

Časová osa

Start a trajektorie

JUICE bude spuštěn v červnu 2022 společností Ariane 6 raketa. Po startu je plánován první průlet kolem Země v květnu 2023, Venuše v říjnu 2023, druhý průlet kolem Země v září 2024, Mars v únoru 2025 a poslední třetí průlet kolem Země v listopadu 2026, aby se šťáva dostala na trajektorie k Jupiteru.

Příjezd do joviánského systému

V říjnu 2029, kdy dorazí do systému Jupitera, provede JUICE nejprve průlet kolem Ganymedu v rámci přípravy na orbitální zavedení ≈7,5 hodiny později. První oběžná dráha bude protáhlá a první nejbližší přiblížení Jupiteru proběhne v květnu 2030. Poté budou oběžné dráhy postupně blíže k Jupiteru, což povede k kruhové oběžné dráze.

První průlet Europou se uskuteční v říjnu 2030. JUICE vstoupí na oběžnou dráhu s vysokým sklonem, aby umožnila průzkum polárních oblastí Jupitera. JUICE bude studovat Jupiterovu magnetosféru. Poté průlet Callisto v dubnu 2031 umístí JUICE na normální rovníkovou oběžnou dráhu. Tranzit Europa a Io navíc proběhne 27. ledna 2032.

Orbitální vložení na Ganymede

V září 2032 vstoupí JUICE na eliptickou oběžnou dráhu kolem Ganymedu a stane se první kosmickou lodí, která obíhá jiný měsíc než Měsíc Země. První oběžná dráha bude ve vzdálenosti 5 000 kilometrů. V únoru 2033 vstoupí JUICE na kruhovou oběžnou dráhu 500 kilometrů (310 mil) nad povrchem Ganymede. JUICE bude mimo jiné studovat Ganymedovo složení a magnetosféru.

Plánovaný deorbit na Ganymedu

Když kosmická loď spotřebuje svou pohonnou látku, plánuje se dezorbitace JUICE a dopad na Ganymede v únoru 2034.[12]

Vědecké cíle

Ganymedův pohled od Galileo
Část ledového povrchu Europy

The Jupiter Icy Moons Explorer orbiter provede podrobné šetření dne Ganymede a vyhodnotit jeho potenciál podporovat život. Vyšetřování Evropa a Callisto dokončí jejich srovnávací obraz Galileovy měsíce.[13] Předpokládá se, že tyto tři měsíce ukrývají vnitřní oceány kapalné vody, a proto jsou ústřední pro pochopení obyvatelnost ledových světů.

Hlavní vědecké cíle pro Ganymede a v menší míře pro Callisto jsou:[13]

  • Charakterizace oceánských vrstev a detekce domnělých podpovrchových vodních nádrží.
  • Topografické, geologické a kompoziční mapování povrchu.
  • Studium fyzikálních vlastností ledových krust.
  • Charakterizace vnitřního rozložení hmoty, dynamiky a vývoje interiérů.
  • Vyšetřování Ganymeda jemná atmosféra.
  • Studium Ganymedovy podstaty magnetické pole a jeho interakce s Jovianská magnetosféra.

U Europa se zaměřuje na chemii, která je pro ni nezbytná život, počítaje v to organické molekuly a o porozumění tvorbě povrchových prvků a složení materiálu, který není součástí ledu. Kromě toho bude JUICE poskytovat první podpovrchové ozvěny Měsíce, včetně prvního stanovení minimální tloušťky ledové kůry v posledních aktivních oblastech.

Vzdálenější prostorově rozlišená pozorování budou provedena také pro několik menších nepravidelných satelitů a vulkanicky aktivní měsíc Io.

Kosmická loď

Ovladače designu

Hlavní design kosmické lodi řidiči souvisí s velkou vzdáleností ke Slunci, používáním solární energie a drsné radiační prostředí Jupitera. Vložení oběžné dráhy na Jupiteru a Ganymedu a velký počet průletových manévrů (více než 25 gravitace pomáhá, a dva průlety Europa) vyžaduje, aby kosmická loď přepravila asi 3 000 kilogramů chemického paliva.[14]

Gravitační asistence zahrnují:[1]

  • Meziplanetární přenos (Země, Venuše, Země, Mars, Země)
  • Vložení oběžné dráhy Jupitera a zmenšení apocentra s několika gravitačními asistencemi Ganymede
  • Snížení rychlosti pomocí asistencí Ganymede – Callisto
  • Zvyšte sklon pomocí 10–12 gravitačních asistencí Callisto

Vědecké nástroje

21. února 2013, po soutěži, vybrala ESA 11 vědeckých přístrojů, které vyvíjejí vědecké a technické týmy z celé Evropy za účasti USA.[15][16][17][18]
Japonsko také přispěje několika komponenty pro nástroje SWI, RPWI, GALA, PEP, JANUS a J-MAG a usnadní testování.[19][20][21]

Název nástrojeZkr.Popis a vědecké cíle
Scénář Jovis, Amorum ac Natorum UndiqueJanusKamerový systém pro zobrazování Ganymedu a zajímavých částí povrchu Callisto na lepším než 400 m / pixel (rozlišení omezeno objemem dat mise). Vybrané cíle budou zkoumány ve vysokém rozlišení s prostorovým rozlišením od 25 m / pixel do 2,4 m / pixel s 1,3 ° zorným polem. Kamerový systém má 13 panchromatických, širokopásmových a úzkopásmových filtrů v rozsahu 0,36 µm až 1,1 µm a poskytuje stereofonní zobrazovací schopnosti. Janus rovněž umožní vztah spektrálních, laserových a radarových měření k geomorfologii a poskytne tak celkový geologický kontext.
Spektrometr pro měsíce a JupiterMAJISViditelné a infračervené zobrazovací spektrograf pracující od 500 nm do 5,50 µm, se spektrálním rozlišením 3–7 nm, který bude na Jupiteru pozorovat rysy troposférického mračna a drobné druhy plynu a bude zkoumat složení ledů a minerálů na povrchu ledových měsíců. Prostorové rozlišení bude až 75 metrů na Ganymedu a asi 100 kilometrů na Jupiteru.
  • Vrchní vyšetřovatel: Y. Langevin, Institut d'Astrophysique Spatiale, Francie.
  • Vedoucí finanční agentura: CNES, Francie.
UV zobrazovací spektrografUVSAn zobrazovací spektrograf pracující v rozsahu vlnových délek 55–210 nm se spektrálním rozlišením <0,6 nm, které bude charakterizovat exosféry a polární záře ledových měsíců, včetně průzkumu oblaků na Evropě a studujte jovianskou horní atmosféru a polární záře. Rozlišení až 500 metrů (1600 stop) při pozorování Ganymeda a až 250 kilometrů (160 mi) při pozorování Jupitera.
Submilimetrový vlnový nástrojSWIA spektrometr pomocí 30 cm (12 palců) antény a pracující v 1080–1275 GHz a 530–601 GHz se spektrálním rozlišovacím výkonem ~ 107 který bude studovat Jupiterovu stratosféru a troposféru a exosféry a povrchy ledových měsíců.
Laserový výškoměr GAnymedeGALAA laserový výškoměr s velikostí místa 20 metrů (66 stop) a 10 centimetrů (3,9 palce) vertikálním rozlišením na 200 kilometrech (120 mil) určených ke studiu topografie ledových měsíců a slapových deformací Ganymedu.
  • Vrchní vyšetřovatel: H. Hussmann, DLR, Ústav pro planetární výzkum, Německo.
  • Spoluřešitel: K. Enya, JAXA, Japonsko.
  • Vedoucí finanční agentura: DLR, Německo.
Radar pro průzkum Icy MoonsJINOVATKAAn radar pronikající ledem pracující na frekvenci 9 MHz (šířka pásma 1 a 3 MHz) vyzařované anténou 16 metrů (52 ft); bude použit ke studiu podpovrchové struktury jupianských měsíců až do hloubky 9 kilometrů (5,6 mil) s vertikálním rozlišením až 30 metrů (98 stop) v ledu.
JUICE-MAGnetometrJ-MAGBude studovat podpovrchové oceány ledových měsíců a interakci magnetického pole Jovian s magnetické pole Ganymedu pomocí citlivého magnetometr.
Balíček prostředí částicŘÍZSada šesti senzorů ke studiu magnetosféra Jupitera a jeho interakce s joviánskými měsíci. ŘÍZ bude měřit kladné a záporné ionty, elektrony, exosférický neutrální plyn, termální plazma a energetické neutrální atomy přítomné ve všech doménách systému Jupiter od 1 meV do 1 MeV energie.
Vyšetřování rádiových a plazmatických vlnRPWIBude charakterizovat plazma prostředí a rádiových emisí kolem kosmické lodi, skládá se ze čtyř experimentů: GANDALF, MIME, FRODO a JENRAGE. RPWI použije čtyři Langmuirovy sondy, každý namontovaný na konci vlastního vyhrazeného výložníku a citlivý až do 1,6 MHz k charakterizaci plazmy a přijímačů ve frekvenčním rozsahu 80 kHz až 45 MHz k měření rádiových emisí.
Gravitace a geofyzika Jupitera a Galileova měsíce3GM3GM je balíček rádiových věd zahrnující a Transpondér Ka a ultrastabilní oscilátor.[22] 3GM se použije ke studiu gravitačního pole - až do stupně 10 - v Ganymedu a rozsahu vnitřních oceánů na ledových měsících a ke zkoumání struktury neutrálních atmosfér a ionosfér Jupitera (0,1 - 800 mbar) a jeho měsíců .
Planetární rádiový interferometr a Dopplerův experimentHRDOSTPokus vygeneruje specifické signály přenášené anténou JUICE a přijímané Velmi dlouhá základní interferometrie provádět přesná měření gravitačních polí Jupiteru a jeho ledových měsíců.

Cíle

Před příletem k Jupiteru bude mít plavidlo setkání se třemi planetami a Měsícem.

Viz také

Reference

  1. ^ A b C „JUICE (JUpiter ICy moons Explorer)“ (PDF). Evropská kosmická agentura. Březen 2012. Citováno 18. července 2013.
  2. ^ Pultarova, Tereza (24. března 2017). „Mise evropského průzkumníka Jupitera přechází k výrobě prototypů“. SpaceNews. Citováno 25. března 2017.
  3. ^ Amos, Jonathan (9. prosince 2015). „Juice mission: Deal signed to build Jupiter probe“. BBC novinky.
  4. ^ A b Clark, Stephen (29. dubna 2020). „Vědci optimistických planetárních sond nebudou čelit zpožděním při spuštění koronaviru“. Vesmírný let teď.
  5. ^ „JUICE's way to Jupiter“. ESA. 16. února 2017.
  6. ^ „ESA - výběr mise L1“ (PDF). 17.dubna 2012.
  7. ^ A b „Esa vybere sondu šťávy 1 miliardu eur na Jupiter“. Jonathan Amos. BBC News Online. 2. května 2012.
  8. ^ JUICE (JUpiter ICy moons Explorer): mise vedená Evropou do systému Jupiter
  9. ^ Lakdawalla, Emily (18. dubna 2012). „DŽUS: Další evropská mise k Jupiteru?“. Planetární společnost.
  10. ^ Amos, Jonathan (19. dubna 2012). „Zklamaní astronomové bojují dál“. BBC novinky.
  11. ^ „Příprava na vybudování mise ESA Jupiter“. ESA. 17. července 2015.
  12. ^ Únor 2017, Elizabeth Howell. „JUICE: Exploring Jupiter's Moons“. ProfoundSpace.org. Future USA Inc.. Citováno 18. května 2020.
  13. ^ A b „JUICE - vědecké cíle“. Evropská kosmická agentura. 16. března 2012. Citováno 20. dubna 2012.
  14. ^ „JUICE - kosmická loď“. Evropská kosmická agentura. 16. března 2012. Citováno 20. dubna 2012.
  15. ^ „ESA vybírá nástroje pro svůj Jupiter Icy Moon Explorer“. CSW. ESA. 21. února 2013. Citováno 17. června 2013.
  16. ^ „JUICE science payload“. ESA. 7. března 2013. Citováno 24. března 2014.
  17. ^ „JUICE Instruments“. CNES. 11. listopadu 2013. Citováno 24. března 2014.
  18. ^ „Průzkumník Jupiter Icy Moons (JUICE): Vědecké cíle, poslání a nástroje“ (PDF). 45. konference o lunární a planetární vědě (2014). Citováno 24. března 2014.
  19. ^ „JAXA - Co je to DŽUS? -„ Skvělá cesta do vnější sluneční soustavy"".
  20. ^ Aktuální stav japonské účasti na průzkumníku Jupiter Icy Moons „JUICE“. Saito, Y .; Sasaki, S .; Kimura, J .; Tohara, K .; Fujimoto, M .; Sekine, Y. AGU Fall Meeting Abstrakty. Publikováno v prosinci 2015. Bibcode: 2015AGUFM.P11B2074S
  21. ^ [1] a [2] - příspěvky Japonska k nástrojům JUICE (v japonštině).
  22. ^ Shapira, Aviv; Stern, Avinoam; Prazot, Shemi; Mann, Rony; Barash, Yefim; Detoma, Edoardo; Levy, Benny (2016). „Ultra stabilní oscilátor pro experiment 3GM mise JUICE“. 2016 Evropské fórum pro frekvenci a čas (EFTF). s. 1–5. doi:10.1109 / EFTF.2016.7477766. ISBN  978-1-5090-0720-2.

externí odkazy