13 квітня з космодрому Куру у Французькій Гвіані має відбутися один із найважливіших космічних пусків 2023 року. Ракета Ariane 5 відправить у космос JUICE: найбільш амбітну міжпланетну місію Європейського космічного агентства (ESA). У цьому матеріалі ми розповімо про історію, технічне влаштування та основні завдання цього проєкту.
Історія проєкту
Наприкінці нульових в ESA народилася ідея місії JGO (Jupiter Ganymede Orbiter). Її метою мав стати Ганімед: найбільший супутник планети в Сонячній системі, який за своїми розмірами навіть перевершує Меркурій. Європейський апарат мав вийти на постійну орбіту навколо небесного тіла і вивчати його протягом кількох років.
JGO планувався як частина спільного з NASA проєкту — EJSM-Laplace. Але через фінансові труднощі, що виникли на стику десятиліть, американській аерокосмічній адміністрації довелося вийти з програми (до речі, аналогічна ситуація склалася і з сумнозвісною місією ExoMars).
Що ж стосується ESA, то керівництво організації не стало відмовлятися від ідеї запуску місії до Юпітера. Однак її концепція була повністю перероблена. ESA вирішило істотно її розширити і зробити своєю флагманською місією на 2020-ті роки. Оновлений проєкт отримав назву JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer).
JUICE був схвалений у 2012 році. Будівництво апарата розпочалося у 2015 році. Основним підрядником проєкту був Airbus, у роботах також брали участь понад 80 різних європейських компаній. Складання JUICE було закінчено в травні 2022 року, загальна вартість його створення склала 870 млн євро. Після завершення численних тестів, він був переправлений на космодром Куру у Французькій Гвіані та підготовлений до запуску.
Основні завдання JUICE
Місія JUICE досліджуватиме Ганімед, Каллісто та Європу. Це три найбільші крижані супутники Юпітера. Їхньою спільною рисою, з високим ступенем ймовірності, є наявність підповерхневих океанів рідкої води. А де є вода, там, як відомо, може бути й життя.
Звичайно, JUICE не призначений для прямої посадки на супутники Юпітера з метою буріння поверхні та безпосереднього пошуку життя. Подібні завдання можуть бути доручені наступним місіям. Але перш ніж їх запускати, вченим необхідно отримати підтвердження, що під крижаною поверхнею місяців Юпітера дійсно приховані океани, а також з’ясувати їхні основні властивості. Саме це і є одним із ключових завдань JUICE. Апарат має визначити характеристики океанів Ганімеда, Європи та Каллісто, що зі свого боку дасть змогу провести базову оцінку їхньої життєпридатності.
JUICE також здійснить детальне сканування супутників, складе їхні докладні топографічні карти та визначить хімічний склад поверхні. Ще одне важливе завдання місії — вивчення магнітосфери Ганімеда. Це єдиний супутник у Сонячній системі, що має власне магнітне поле. Вчених дуже цікавить механізм його походження і те, як саме воно взаємодіє з магнітосферою Юпітера.
Технічне влаштування JUICE
Маса JUICE (з урахуванням палива) становить 6042 кг. Це найважчий міжпланетний апарат, коли-небудь створений ESA.
JUICE отримав досить значний науковий інструментарій, що складається з десяти приладів, створених різними європейськими науковими установами за підтримки NASA та JAXA. Серед них — камери високої роздільної здатності, спектрометри, магнітометр, радар, лазерний альтиметр, а також прилади для вимірювання характеристик заряджених частинок і гравітаційних полів.
Апарат отримуватиме енергію від сонячних батарей. У розгорнутому стані їхня площа становитиме майже 90 м². Настільки значні розміри пояснюються тим, що околиці Юпітера отримують у 27 разів менше світла, ніж Земля. Крім того, оскільки Юпітер має досить потужні радіаційні пояси, інженерам довелося оснастити електроніку апарата посиленим захистом.
Що стосується зв’язку із Землею, то для нього буде використовуватися 3,2-метрова антена. Очікується, що вона забезпечить передачу близько 1,4 Гбайт даних на добу.
Останнім штрихом стало встановлення на корпус JUICE меморіальної таблички. На ній нанесено зображення кількох сторінок з опублікованого 1610 року трактату Sidereus Nuncius. У ньому Галілео Галілей уперше повідав усьому світу про виявлення чотирьох найбільших супутників Юпітера.
Восьмирічна подорож до Юпітера
Балістичне вікно для запуску JUICE буде відкрито в період з 14 по 30 квітня 2023 року. Для місії буде залучена ракета Ariane 5, головний обтічник якої прикрасив малюнок української дівчинки. JUICE стане останнім апаратом, відправленим носієм у космос. Після запуску головна робоча конячка ESA останніх десятиліть, піде на заслужений відпочинок.
Але навіть потужності Ariane 5 не вистачить, щоб безпосередньо відправити JUICE до Юпітера. Щоб набрати необхідну швидкість для досягнення п’ятої планети Сонячної системи, зонд виконає чотири гравітаційні маневри для прискорення. Перший відбудеться в серпні 2024 року, коли JUICE здійснить проліт Місяця і Землі. Через рік апарат відвідає околиці Венери. У вересні 2026 року JUICE вдруге зблизиться із Землею, далі пройде через пояс астероїдів, а потім знову повернеться до нашої планети. Фінальний гравітаційний маневр біля Землі відбудеться в січні 2029 року. Він нарешті дасть змогу апарату лягти на курс до Юпітера.
JUICE досягне Юпітера 2031 року. Отже, європейському досліднику знадобиться вісім років, щоб дістатися до цілі.
На околицях Юпітера
У липні 2031 року JUICE виконає проліт Ганімеда. Цей маневр дасть йому змогу вийти на первісну орбіту навколо Юпітера. Рівно через рік JUICE здійснить перший із двох намічених планом місії прольотів Європи. Основну увагу буде приділено вивченню її активних зон. Результати спостережень свідчать про можливість існування гейзерів, що підживлюються невеликими підповерхневими водоймами, які, можливо, пов’язані з океаном. Якщо JUICE пощастить пролетіти через один із викидів, вироблених гейзерами, він зможе провести детальний хімічний аналіз води.
Після рандеву з Європою JUICE розпочне серію зближень з Каллісто. Загалом, за час своєї місії він виконає 21 проліт супутника. JUICE ретельно дослідить цей місяць і використає його гравітацію, щоб збільшити нахил своєї орбіти. Це дасть апарату можливість вивчити полярні регіони Юпітера.
У грудні 2034 року JUICE розпочне наступний етап своєї місії. Апарат виконає маневр, який переведе його на орбіту навколо Ганімеда. Тож JUICE стане першим в історії земним посланцем, який вийде на постійну орбіту навколо супутника іншої планети.
Попри те, що у Ганімеда немає значущої атмосфери, орбіта JUICE буде поступово знижуватися. Це відбуватиметься під дією сукупності різних чинників, що включають неоднорідності гравітаційного поля самого супутника, а також вплив Юпітера та інших його місяців.
Щоб протистояти зниженню висоти, JUICE доведеться використовувати двигуни. З часом земний посланець повністю вичерпає запаси палива, втратить можливість утримувати орбіту, після чого розіб’ється об крижану поверхню Ганімеда. За попередніми оцінками, це станеться десь наприкінці 2035 року. Утім, не можна виключати, що європейські фахівці знайдуть якийсь хитрий спосіб продовжити термін місії. Добре, що в історії космонавтики вистачає подібних прикладів.
Але який би фінал не очікував JUICE, зібрані апаратом дані напевно істотно змінять наукові уявлення про крижані світи найбільшої планети Сонячної системи. І хто знає? Можливо європейському досліднику дійсно вдасться виявити якісь ознаки, що вказують на їхню населеність.
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
