JUICE – verkenner van Jupiter’s manen

JUICE - artist impression
Credit: spacecraft: ESA/ATG medialab; Jupiter: NASA/ESA/J. Nichols (University of Leicester); Ganymede: NASA/JPL; Io: NASA/JPL/University of Arizona; Callisto and Europa: NASA/JPL/DLR

JUICE – Jupiter Icy moons Explorer is een missie van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA die Jupiter en drie van zijn manen moet gaan onderzoeken: Ganymedes, Europa en Callisto. Het gaat om een ruimtesonde zonder lander die als eerste ruimtesonde ooit in een baan om Ganymedes zal komen.

De planning is dat JUICE in juni 2022 met behulp van een Ariane 5 raket gelanceerd gaat worden. De reis naar Jupiter zal meer dan 7,5 jaar duren en er zal gebruik gemaakt worden van de aantrekkingskracht van Venus en de Aarde om de snelheid te verhogen en de ruimtesonde naar de buitenste delen van het zonnestelsel te krijgen. Als alles goed gaat komt JUICE dan in januari 2030 in een baan om Jupiter waarna een 2,5 jaar durend onderzoek start naar de manen van Jupiter maar ook de magnetosfeer en de atmosfeer van Jupiter zelf worden uitgebreid bestudeerd.

JUICE zal een paar keer een scheervlucht langs Callisto maken waarbij de inclinatie van de baan verhoogd zal worden tot ongeveer 30°. Door dit te doen kunnen ook de polen van Jupiter worden bestudeerd. Uiteraard zal Callisto tijdens deze scheervluchten uitgebreid worden bestudeerd. Tot slot zal JUICE 8 maanden lang vanuit een baan om Ganymedes deze ijsmaan bestuderen. Na deze 8 maanden, aan het einde van de missie, zal JUICE te pletter slaan op Ganymedes.

Geschiedenis van de JUICE

In 2004 vroeg de ESA aan de wetenschappelijke gemeenschap naar ideeën voor toekomstige missies. Het resultaat werd opgenomen in de Cosmic Vision 2015-2025. Vragen die dit programma proberen te beantwoorden zijn o.a.:

  • Wat zijn de juiste condities voor leven en het ontstaan van planeten?
  • Hoe werkt het zonnestelsel?
  • Wat zijn de fundamentele wetten in het heelal?
  • Hoe begon het heelal en waar is het uit ontstaan?

In 2007 vroeg ESA naar voorstellen voor missies in het kader van het Cosmic Visions programma. Er werd een missie naar Jupiter voorgesteld onder de naam Laplace. De bedoeling was dat ook de NASA en de Japanse ruimtevaartorganisatie JAXA hier aan deel zouden nemen. Deze zogenoemd Europa Jupiter System Mission-Laplace (EJSM/Laplace) zou in 2020 gelanceerd moeten worden. Aan boord twee verkenners, de Jupiter Europa Orbiter van de NASA en de Jupiter Ganymede Orbiter van de ESA. De eerste zou de maan Europa gaan verkennen en de tweede de maan Ganymedes.

ESA wilde drie missies samen met de NASA uitvoeren maar besloot in 2011 om alleen verder te gaan. Deze beslissing had te maken met de prioriteitsstellingen van de NASA en de beschikbare budgetten bij de Amerikanen.

In mei 2012 viel bij de ESA de beslissing om JUICE uit te gaan voeren. De beoogde lanceerdatum was 2022. De andere twee kandidaten waren Athena (Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics) en NGO (New Gravitational wave Observatory). In juni 2014 werd goedkeuring gegeven voor de Athena-missie met ook een beoogde lanceerdatum in 2022. Voor de NGO is nog geen lanceerdatum bekend.

In februari 2013 werden de instrumenten geselecteerd voor JUICE in en november 2014 werd goedkeuring gegeven voor de implementatie van deze instrumenten. In juli 2015 werd Airbus Defense & Space geselecteerd als hoofdaannemer.

Wetenschappelijke doelen

JUICE zal de manen Ganymedes, Europa en Callisto bestuderen maar de meeste waarnemingen zullen aan Ganymedes gedaan worden. Onderstaand de wetenschappelijke doelen die ESA geformuleerd heeft om meer te leren over de manen:

  • Het karakteriseren van oceaanlagen en de detectie van vermeende ondergrondse watervoorraden.
  • Het maken van topografische en geologische kaarten en het bepalen van de samenstelling van het oppervlak.
  • Het karakteriseren van de interne massaverdeling, dynamica en de opbouw van het binnenste van de manen.
  • Het onderzoeken van de exosfeer.
  • Het bestuderen van het intrinsieke magneetveld van Ganymedes en de interacties met de magnetosfeer van Jupiter.
Jupitermaan Europa
Jupitermaan Europa. De breuklijnen als gevolg van de getijdenwerkingen zijn goed zichtbaar

Daarnaast zal JUICE zoeken naar chemische moleculen, waaronder organische, die essentieel zijn voor leven op de maan Europa. Op die maan zal JUICE ook de oppervlakte kenmerken onderzoeken en dan met name het niet-watergerelateerde deel. Daarnaast zal JUICE de dikte van de ijskorst proberen te bepalen.

De manen worden sterk beïnvloedt door Jupiter en dus zal ook Jupiter op verschillende manieren bestudeerd worden. De interacties van de manen met de magnetosfeer en de effecten van de zwaartekracht van Jupiter op de manen zal door JUICE bestudeerd worden. JUICE zal de aurora’s van Jupiter bekijken en ook de radiostraling die de planeet uitzendt en zal dan vooral kijken naar de interactie met de zonnewind.

Geologische kaart Ganymedesrt-ganymedes
Het mozaiek van Ganymedes rechts heeft gediend als basis voor het maken van de geologische kaart links. Er is gebruik gemaakt van de beste foto’s van de Voyager 1, de Voyager 2 en de Galileo-sonde. (credit: USGS Astrogeology Science Center/Wheaton/NASA/JPL-Caltech)

Ook de atmosfeer van Jupiter zal door de JUICE worden onderzocht waarbij de ESA vooral geïnteresseerd is in de chemische samenstelling en het weer. Omdat JUICE verschillende jaren bij Jupiter zal blijven is het mogelijk om langdurige waarnemingen te verrichten die wetenschappers een beter beeld zullen geven over hoe het weer verandert en welke omstandigheden verantwoordelijk zijn voor deze veranderingen.

Het bestuderen van Jupiter is niet alleen belangrijk om de reuzenplaneet beter te begrijpen maar leert ons ook veel meer over de andere gasreuzen in het zonnestelsel. Door de grootste planeet in het zonnestelsel te bestuderen kunnen er extrapolaties gedaan worden voor Saturnus en in mindere mate voor Uranus en Neptunus en kan het wetenschappers helpen om het gedrag van Jupiterachtige planeten bij andere sterren beter te begrijpen, zelfs al die heel ver weg zijn en lastig met een telescoop zijn te bestuderen.

De wetenschappelijke instrumenten aan boord van de JUICE

  • JANUS – camera systeem
  • MAJIS – Moons and Jupiter Imaging Spectrometer
  • UVS – UV imaging Spectrograph
  • SWI – Sub-millimeter Wave Instrument
  • GALA – GAnymede Laser Altimeter
  • RIME – Radar for Icy Moons Exploration
  • J-MAG – magnetometer
  • PEP – Particle Environment Package
  • RPWI – Radio & Plasma Wave Investigation
  • 3GM – Gravity & Geophysics of Jupiter and Galilean Moons
  • PRIDE – Planetary Radio Interferometer & Doppler Experiment

Voorgaande en toekomstige missies naar Jupiter en zijn manen

Jupiter is één van de meest bezochte planeten in het zonnestelsel. Het is een interessant onderzoeksobject maar het is ook de grootste planeet in het zonnestelsel en de zwaartekracht van de planeet kan gebruikt worden om ruimtesondes naar de buitenste delen van het zonnestelsel te lanceren.

In 1973 maakte de Pioneer 10 van de NASA een scheervlucht langs de planeet en in 1974 was het de beurt aan Pioneer 11. Pioneer 10 was de eerste ruimtesonde die Jupiter van dichtbij bestudeerde. Pioneer 10 verzamelde informatie over het sterke magneetveld en de sterke straling van de planeet en de ruimtesonde bevestigde dat Jupiter van binnen grotendeels vloeibaar is. Pioneer 11 passeerde de boeggolf van de magnetosfeer van de planeet op de plaats waar er interactie is met de zonnewind. Deze waarnemingen leerden wetenschappers al veel over hoe de magnetosfeer van Jupiter wordt beïnvloed door geladen deeltjes van de Zon.

In 1979 vlogen de Voyager 1 en Voyager2 van de NASA voorbij de planeet. Beide ruimtesondes maakten meer dan 33.000 foto’s van Jupiter en zijn grootste manen. Ze ontdekten o.a. actief vulkanisme op Io en signalen van een ondergrondse oceaan op Europa.

De Galile-sonde bij Jupiter
Artist impression van de aankomst van de Galileo bij Jupiter. Credit: NASA/JPL

De Galileo-sonde van de NASA was de eerste ruimtesonde die een langdurig bezoek bracht aan Jupiter en zijn manen. Galileo kwam in 1995 in een baan om de planeet en crashte in 2003 in de atmosfeer van Jupiter. Galileo ontdekte o.a. zout water onder het ijs van de manen Europa, Ganymedes en Callisto, onweer op Jupiter waarbij ons onweer op Aarde in het niets verdwijnt. Ook werd het vulkanisme op Io uitgebreid bestudeerd.

In 1992 en 2004 maakte de Ulysses ruimtesonde van de ESA/NASA scheervluchten langs de planeet. Ulysses kwam uiteindelijk in een polaire baan om de Zon en werd in 2009 buiten werking gesteld. In 2000 maakte de Cassini ruimtesonde op weg naar Saturnus een scheervlucht langs Jupiter en in 2007 deed de New Horizons op weg naar Pluto hetzelfde. Al deze ruimtesondes deden tijdens hun ontmoeting waarnemingen aan de planeet.

Op dit moment is de JUNO van de NASA actief bij Jupiter. JUNO kwam in 2016 in een baan om de planeet. JUNO onderzoekt o.a. hoeveel water er voorkomt in de atmosfeer van Jupiter en brengt de samenstelling en verdeling van de atmosfeer in kaart. Ook onderzoekt JUNO het magneetveld en het zwaartekrachtsveld van Jupiter. De JunoCam wordt gebruikt om foto’s te maken waarbij amateurastronomen voorstellen mogen indienen welke objecten gefotografeerd worden.

 

Eerste publicatie: 26 augustus 2017
Bron: space.com, ESA: JUICE Mission Summary, Airbus Space Exploration

We doen ons best om alle artikelen zonder taal-, tik- en inhoudelijke fouten te plaatsen maar ondanks alle controle zie je zelf vaak je eigen fouten niet meer. Daarom stellen we het uitermate op prijs als je een fout komt melden!
Als je een spelfout hebt gevonden selecteer dan a.u.b. de tekst en druk Ctrl+Enter. Heb je een inhoudelijke fout gevonden, schrijf dan in het commentaarveld wat er volgens jou niet correct is.
We proberen alle gemelde fouten zo snel als mogelijk te verbeteren. Omdat de meldingen anoniem zijn vindt er geen communicatie plaats met de indiener. We houden ons het recht voorbehouden om meldingen niet te verwerken.

%d bloggers liken dit:

Spelling error report

The following text will be sent to our editors: