Sonda JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) jest jednym z flagowych projektów planu „Cosmic Vision 2015–2025" realizowanego przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA). Misja ma się oddalić od Ziemi o 778 500 000 km i dotrzeć do Jowisza w 2030 r., po czym przez trzy lata badać „gazowego olbrzyma" oraz jego trzy lodowe księżyce: Ganimedesa, Kallisto i Europę. Głównym realizatorem projektu jest Airbus Defence and Space.
Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, sonda JUICE wystartuje w czerwcu 2022 r. z kosmodromu Kourou w Gujanie Francuskiej. Oprócz programu badania Jowisza wykona przeloty w pobliżu Europy, Kallisto, a na koniec na dziewięć miesięcy wejdzie na orbitę Ganimedesa. Jest to jedyny księżyc Układu Słonecznego, który wytworzył własne pole magnetyczne. Naukowcy chcą przy pomocy aparatury na pokładzie JUICE zbadać jego magnetosferę oraz jej interakcje z burzliwym polem Jowisza. Pragną się dowiedzieć, jaki jest wewnętrzny rozkład masy największego księżyca Jowisza, dynamika i ewolucja jego wnętrza. Będzie to pierwszy księżyc poza ziemskim, wokół którego orbitować będzie obiekt stworzony przez człowieka.
Naukowcy przypuszczają, że Europa, Ganimedes i Kallisto mogą głęboko pod lodową skorupą skrywać pokłady płynnej wody. Jeśli tak jest w istocie, być może pojawiły się tam również warunki do powstania życia. W tym względzie największe nadzieje wiążą z Europą – księżycem o żelaznym jądrze i skalistym płaszczu. Pod kilku–kilkudziesięciokilometrową warstwą lodu może rozprzestrzeniać się ogromny słony ocean.
Aparatura JUICE ma dokonać analizy lodu i minerałów na powierzchni księżyców. Znacznie trudniejszym zadaniem będzie badanie tego, co znajduje się pod powierzchnią kry, i zlokalizowanie wewnętrznych oceanów, a także pojęcie ich natury i procesów w nich zachodzących. Przedmiotem analiz będzie również znikoma atmosfera księżyców, a kamery JUICE wykonają szczegółowe zdjęcia ich powierzchni.
JUICE będzie miała kształt krzyża o łącznej powierzchni 97 metrów kwadratowych. Przeważającą część będą stanowiły największe w historii zainstalowane na sondzie kosmicznej panele słoneczne. Takie rozwiązanie wydało się konstruktorom najefektywniejsze, aby zapewnić jej moc konieczną do trzyletniej pracy w tak dużej odległości od Słońca. Rozległe baterie słoneczne mają dostarczyć ok. 850 W dziesięciu instrumentom naukowym.
Parametry orbit Jowisza i Ganimedesa oraz ponad 25 manewrów przelotowych oraz dwie podróże w pobliżu Europy wymagają, by sonda miała duży zapas paliwa chemicznego – około 3 ton.
Kosmiczna elektronika
Sonda będzie wyposażona w 10-metrowy maszt magnetometru i 16-metrową antenę radaru oraz inne odbiorniki mierzące pole elektryczne i magnetyczne. Na pokładzie JUICE znajdą się: kamera optyczna do obserwacji chmur na Jowiszu i badania morfologii obiektów (JANUS), hiperspektralny spektrometr obrazujący w podczerwieni (MAJIS) i w ultrafiolecie (UVS), instrument do obserwacji w zakresie fal submilimetrowych (SWI), wysokościomierz laserowy (GALA), radar do badania struktury księżyców lodowych do głębokości 9 km (RIME), magnetometr do scharakteryzowania pól magnetycznych i ich interakcji oraz do zbadania podpowierzchniowych oceanów na lodowych księżycach (J-MAG), instrumenty do scharakteryzowania środowiska plazmowego w układzie Jowisza (PEP) i badania emisji radiowych (RPWI) i (3GM) oraz radiowy pomiar pola grawitacyjnego Ganimedesa.
Lista eksperymentów, które ma przeprowadzić sonda JUICE, obejmuje również PRIDE – pomiary z użyciem systemu telekomunikacyjnego sondy i sieci radioteleskopów znajdujących się na powierzchni Ziemi. Ten element projektu powstał w celu wykonania precyzyjnych pomiarów pozycji i prędkości sondy i zbadania pól grawitacyjnych Jowisza i księżyców lodowych.
Polska i JUICE
Dwa z instrumentów naukowych JUICE: do badania fal submilimetrowych (SWI) oraz fal radiowych i plazmowych (RPWI), powstają z udziałem Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk.
Natomiast inżynierowie z warszawskiej firmy Astri Polska opracowują urządzenia elektroniczne, które pozwolą na przetestowanie sondy przed wysłaniem jej na misję kosmiczną. Zespół ma dostarczyć oprogramowanie (Real Time Simulation) oraz dwa urządzenia do obsługi naziemnej (Simulation Front End). Rozwiązania te pozwolą na wykonanie testów systemów elektronicznych, by dowiedzieć się, jak będzie funkcjonować wyposażenie sondy w kosmosie. Zakończenie prac projektowych jest przewidziane na 2018 r.
Astri Polska ma już doświadczenie we współpracy z ESA. Bierze też udział w pracach nad NeoSat, mającym stworzyć nowej generacji europejskie platformy dla satelitów telekomunikacyjnych i MetOp-SG dążącym do umieszczenia na orbicie serii satelitów meteorologicznych.
Odkąd 26 września 2014 r. Polska stała się członkiem ESA, nasz udział w eksploracji kosmosu znacznie się zwiększył. Polska Agencja Kosmiczna ma pomagać polskim przedsiębiorstwom pozyskiwać środki z ESA na realizację międzynarodowych projektów. Do jej zadań ma również należeć promowanie współpracy nauki z biznesem w tej branży i usuwanie barier w rozwoju technologii kosmicznej. O ile nasz udział w projektach europejskich istotnie się zwiększa, o tyle obecna działalność Agencji budzi wiele zastrzeżeń.
masz pytanie, wyślij e-mail do autorki: malwina.uzarowska@rp.pl