Még öt év van a startig és több mint egy évtized a Jupiterhez való megérkezésig, de már javában folynak az európai bolygókutató űrszonda előkészületei.

Az Európai Űrügynökség (ESA) által nemrég nyilvánosságra hozott fantáziaképen már az űreszköz végleges felépítésére vonatkozó elképzelést is be tudta mutatni az alkotó. A JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) az Airbus Defence and Space űripari vállalatcsoport irányításával épül, az ESA megrendelésére.

Az űrszondán a legfeltűnőbb részegység a két jellegzetes, kereszt alakot formázó napelemtábla. A fedélzeti berendezések működtetéséhez szükséges elektromos energia termelését szolgáló napelemek összfelülete 97 m2, amivel a JUICE lesz az eddigi legkiterjedtebb napelemtáblákkal repülő bolygóközi szonda. A méretet indokolja, hogy a Jupiter a Naptól meglehetősen messze van, így a napsugárzás gyenge, ugyanakkor 850 W körüli teljesítményt igényelnek majd a műszerek.

jA szonda fantáziarajza – fotó: ESA

A JUICE sokoldalú tudományos programjában szerepel a Jupiter turbulens légkörének vizsgálata, a magnetoszféra kutatása, valamint – a szonda nevéből is kikövetkeztethető módon – a közel bolygóméretű nagy holdak, különösen a Ganymedes, az Europa és a Callisto részletes felmérése. Mindhárom jeges felszínű hold esetében feltételezik a kutatók, hogy a vastag kéreg alatt folyékony vízből álló óceánok húzódnak. Így az égitestek beható vizsgálata kulcsfontosságúnak tűnik az ottani lehetséges életformák létének vagy nem létének kutatása szempontjából is.

A JUICE egyelőre nem az az űrszonda lesz, amely leszállna a jeges holdak valamelyikének felszínére. Kameráival azonban nagyfelbontású képeket készít az égitestekről, elemzi felszínük ásványi összetételét. Más berendezésekkel „belát” a felszín alá, információt szerez a holdak belső felépítéséről. Az égitestek igen ritka és vékony légköre is a kutatások tárgya lesz.

Az űreszköz képére tekintve feltűnő még a 10 m hosszú árboc, amelynek a végén a magnetométert helyezik el (az ábrán alul), illetve a 16 m hosszú, a radaros berendezéshez tartozó antenna (fent, keresztben). Ezeken kívül az elektromos és mágneses mező mérésére szolgáló berendezések is „kinyúlnak” az űrszonda testéből. A Ganymedes a Naprendszer egyetlen olyan ismert holdja, amelyről tudják, hogy saját, belső eredetű mágneses térrel rendelkezik. A JUICE egyik fontos feladata ennek, és a Jupiter magnetoszférájával való kölcsönhatásának a vizsgálata lesz.

A JUICE összesen 11 műszeregyüttese illetve tudományos kísérlete a következő:

  • JANUS (Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator) – optikai kamerarendszer, 13 színszűrővel. Látómezeje 1,3 fokos, a Ganymedes felszínéről akár 2,4 m-es, a Jupiter felhőzetéről pedig 10 km-es felbontású képeket készíthet majd.
  • MAJIS (Moons and Jupiter Imaging Spectrometer) – hipespektrális képalkotó spektrométer a 0,4 és 5,7 μm közötti optikai és infravörös hullámhossz-tartományban, 3–7 nm színképi felbontással. A Jupiter felhőinek, valamint a holdak felszínének, az azt alkotó ásványoknak a vizsgálatára. Térbeli felbontása a bolygó esetében 100 km-es, a Ganymedesnél a legnagyobb közelségben akár 25 m-es lesz.
  • UVS (UV imaging Spectrograph) – képalkotó spektrográf az ibolyántúli tartományban. A Jupiter felsőlégkörének, sarki fényeinek, a jeges holdak exoszférájának tanulmányozására. Érzékenységi tartománya 55 és 210 nm hullámhosszak között lesz, spektrális felbontása 0,6 nm-nél is jobb. Térbeli felbontása a Jupiternél 250 km-es, a Ganymedesnél a 500 m-es.
  • SWI (Sub-millimeter Wave Instrument) – 30 cm-es átmérőjű antennájával a milliméter alatti hulámhosszakon (két frekvenciatartományban, 1080–1275 GHz és 530–601 GHz között) működő berendezés a Jupiter sztratoszférájának és troposzférájának, valamint a holdak exoszférájának és felszínének hőmérsékletét, összetételét és dinamikáját vizsgálja.
  • GALA (GAnymede Laser Altimeter) – lézeres magasságmérő a Ganymedes felszíne árapály okozta vátozásainak mérésére, a holdak topográfiájának feltérképezésére. Magassági pontossága 10 cm körüli lesz.
  • RIME (Radar for Icy Moons Exploration) – radarberendezés a jeges holdak felszín alatti szerkezetének vizsgálatára, akár 9 km-es mélységig. Jégben a függőleges irányú felbontása 30 m-es lehet. A 16 m-es antennát használó eszköz középfrekvenciája 9 GHz, sávszélessége 1–3 GHz.
  • J-MAG – a JUICE magnetométere az óriásbolygó és a Ganymedes hold mágneses terének felmérésére.
  • PEP (Particle Environment Package) – detektegyüttes a Jupiter plazmakörnyezetének, a töltött részecskék és nagyenergiájú semleges atomok sűrűségének, eloszlásának vizsgálatára.
  • RPWI (Radio & Plasma Wave Investigation) – a Jupiter és környezete rádiókibocsátásának, elektromos terének, plazmakörnyezetének vizsgálata négy különböző műszerrel.
  • 3GM (Gravity & Geophysics of Jupiter and Galilean Moons) – egy Ka-sávú rádióadóból és egy ultrastabil oszcillátorból álló berendezés, amely két frekvencián (8,4 és 32,5 GHz) működik. Egyrészt okkultációs (a légkörön áthaladó rádióhullámok elemzésén alapuló) méréseket végez, másrészt a rádiójelek vétele és elemzése révén a jeges holdak gravitációs terére vonatkozó információval szolgál.
  • PRIDE (Planetary Radio Interferometer & Doppler Experiment) – a JUICE fedélzeti rádiókommunikációs vivőjelét felhasználva az űrszondára, mint égi rádióforrásra igen pontos pozícióméréseket végez nagyon hosszú bázisvonalú rádióinterferométeres (VLBI) földi hálózatokkal. Az adatokból a Jupiter és a holdak gravitációs terét határozzák meg.

A Jupiter és holdjai kutatására készülő európai űrszonda 2022-ben indul, útja az óriásbolygó melletti pályára állásig hét éven át tart majd. Először a Jupiter körüli pályára kerül, több alkalommal megközelíti az Europa, Ganymedes és Callisto holdakat, majd végül a küldetése utolsó 9 hónapjában a Ganymedes körüli pályára áll. Ezzel az első olyan űreszközzé válik, amely egy másik bolygó holdja körül kering. A JUICE programja széles nemzetközi (európai, amerikai és japán) együttműködésben valósul meg. A fedélzeti műszerek közül a PEP és a J-MAG előkészítésében, illetve a PRIDE kísérletben magyarok is részt vesznek.