Запуск космического аппарата Juice. Что ожидать от миссии на Юпитер?

Через несколько дней, 13 апреля 2023 года, Европейское космическое агентство (ESA) отправит в космос миссию Juice, посвящённую изучению геологических процессов, атмосферы и магнитных полей Юпитера, а также океанов, ледников и подповерхностной жизни, которые могут быть на его ледяных спутниках.

Также будут собраны данные о распределении воды и других химических элементов на спутниках и проведены исследования их взаимодействия с магнитным полем Юпитера. В ходе этой миссии ученые надеются выяснить, существуют ли условия для возможной жизни на этих полных загадок космических объектах и пролить свет на происхождение и эволюцию планетарных систем, включая нашу собственную.

О космическом аппарате Juice

После одобрения проекта Европейским космическим агентством в 2012 году, инженеры начали активно работать над созданием космического аппарата Juice (JUpiter ICy moon Explorer – исследователь ледяных спутников Юпитера). Они разработали и установили на борту десяток научных приборов, включая спектрометры, радиолокаторы и камеры высокого разрешения. Общий вес научной аппаратуры на борту Juice составляет более 300 килограммов, что делает его самым тяжелым научным космическим аппаратом Европейского космического агентства, когда-либо отправленным в космос. Изначально стоимость проекта Juice планировалась в размере 1 млрд евро. Однако в ходе реализации проекта затраты выросли до 1,6 млрд евро.

В общей сложности получился весьма мощный аппарат, общая масса которого составила 5,5 тонн, при этом на топливо пришлось целых 3 тонны. На борту Juice установлены инструменты дистанционного зондирования, которые смогут определять состав льда и минералов на поверхности спутников Юпитера, а также сканировать области вокруг них в поисках потенциальных водных шлейфов. Кроме того, геофизические инструменты, такие как высотомер и радар, позволят исследовать подповерхностные слои спутников на глубину до 9 километров. Инструменты на борту позволят изучать частицы и поля плазмы во всей системе Юпитера, а наблюдения за вулканической активностью на Ио позволят понять, как она влияет на регион. С помощью радиотелескопов на Земле и инновационной системы связи Juice будет проведен эксперимент по измерению гравитационных полей Юпитера и его ледяных спутников.

Полет на Юпитер и задачи миссии

Juice планируется запустить с европейской площадки на космодроме в Куру, Французская Гвиана. После запуска, Juice будет двигаться вокруг Солнца примерно по той же орбите, что и Земля. В августе 2024 года, впервые в истории космонавтики, будет совершен гравитационный маневр с помощью Луны и Земли, пролетев сначала мимо Луны, а затем через полтора дня - Земли. После этого, космический аппарат совершит еще три разгонных маневра. Первый - с помощью Венеры в 2025 году, а потом дважды - Земли в 2026 году и 2029 году. Juice должен прибыть на орбиту Юпитера к июлю 2031 года, чтобы начать миссию изучения его спутников. Планируется, что работа аппарата продлится 3,5 года, до полного исчерпания ресурса.

Каллисто. Большинство из облетов, а именно 21, будут сосредоточены на Каллисто. Это самый дальний от Юпитера из четырёх галилеевых спутников. По размерам Каллисто занимает третье место в Солнечной системе и, возможно, под поверхностью, покрытой льдом, находится глубокий океан, в котором теоретически может зародиться жизнь. Изучив гравитационное поле Каллисто и просканировав его радаром, Juice должен получить лучшее понимание того, что находится под поверхностью спутника.

Европа. Из-за близости нахождения к Юпитеру и недостаточной радиационной защиты, Juice облетит Европу только дважды, причем основное внимание будет уделено исследованию разломов на ее поверхности и изучение ледяной коры и ее химического состава, а также поиск признаков геологической активности спутника.

Ганимед. На завершающем этапе, Juice приступит к исследованию Ганимеда, причем если на спутник Европа будет выделено 36 дней, то на изучение Ганимеда больше девяти месяцев. Такое особое внимание к нему обусловлено тем, что он представляет уникальную возможность для изучения эволюции, так как представляет собой природную лабораторию, в которой высокие шансы зарождения жизни, ведь Ганимед является спутником, у которого по гипотезе есть подземный океан, но мы не знаем, где он начинается и насколько глубок. Juice будет пытаться подтвердить этот факт и составит подробную карту поверхности. Кроме того, этот спутник уникален тем, что при массе в два раза меньше Меркурия, он имеет магнитное поле. Это поле вызывает полярные сияния, которые были обнаружены космическим телескопом Хаббл. Ученые предполагают, что как и у Земли, у спутника есть железное ядро, поэтому после выхода на орбиту Ганимеда, межпланетная станция Juice займется изучением этого поля, лежащее в пределах большего магнитного поля Юпитера, чтобы помочь ученым понять сложные взаимодействия между ними.

Что еще можно сказать

Миссия Juice будет длиться около 11 лет, из которых примерно 3,5 года корабль проведет в системе Юпитера. В случае успеха человечество расширит свои знания о ледяных мирах и их происхождении. Также эти данные будут полезны для разработки будущих космических миссий и полезных нагрузок. Примерно в 2035 году, чтобы завершить миссию, после исчерпания ресурса аппарата, ESA уничтожит его, намеренно врезавшись в поверхность Ганимеда.