مستكشف أقمار المشتري الجليدية

نظرة تاريخية

نشات الفكرة كاعادة هيكلة لبعثة مسبار جوبيتر جانيمد التابعة لإيسا ضمن مشروع لابلاس الدولي السابق ، ففي أبريل 2012 أصبح جوس واحدًا من أكثر المقترحات وصاية بها من قبل هيئة تلسكوب أثيناللاشعه السينيه وهيئة المرصد الجديد للموجات الجاذبية NGO ، ليُنتخب في شهر مايو من نفس العام ويكون من أولى البعثات لمشروع الرؤية الكونية لايسا .

مسار الرحلة

اقترح ان يكون موعد الاقلاع لجوس في عام 2022 بواسطت صاروخ اريان خمسه حيث سيعمل المسبار في البداية على زيادة سرعته بواسطت جاذبية الارض والزهرة من خلال الدوران حولهما عدة مرات ليتوجه بعدها صوب المشتري ، يتوقع وصول المركبة إلى وجهتها في عام 2030 حيث يترتب عليها اجراء العديد من المناورات تمكنها من الدخول إلى مدار الكوكب لذلك تم تزويدها 3,000 كيلوغرام من الطاقة الكيميائية الدافعه ، كما ان المسبار سيستعين بجاذبية جانيميد وكاليستو لتقليل سرعته وزيادة امالته .

الاهداف العلمية

ستركز جهود المسبار على دراست جانيميد بشكل اساسي بالاضافة إلى كاليستو ولكن بشكل اضيق من خلال :
• دراسة الخصائص الفيزيائية للقشرة الثلجية .
• دراسة كيفية توزيع الكتلة الباطنية ومعرفة ديناميكيتها وتطورها الداخلي .
• دراسه مفصلة للغلاف الجوي الرقيق لجانيميد .
• تكوين خريطة تشتمل على جيولوجيا ، طوبوغرافيا والمعادن المكونة لسطح الاقمار .
• اكتشاف طبقات المياه المفترضة تحت السطح وتحديد عمقها .
• دراست الحقل المغناطيسي الداخلي لجانيمد وكيفية تفاعله مع الغلاف المغناطيسي الجيوفياني .
اما بالنسبه لاوروبا فسيختصر دور المسبار في العثور على المواد الكيميائية الضرورية للحياة من ضمنها الجزيئات العضوية وفهم كيفية تكون معالم السطح وما يحتويه من مكونات غير ثلجية . علاوة على ذلك . جوس سيزودنا باولى القياسات الخاصة بالسمك الأدنى للطبقة الجليدية للأقمار الثلاثة حتى في المناطق التي شهدت فعاليات سطحية حديثة . هذه البعثة ستعطينا صوره كاملة نسبيا عن أقمار غاليليه ، حيث يعتقد بأن تلك الثلاث أجسام تخفي أسفلها محيطات من المياه السائلة واكتشافها وتحديد خصائصها مهم لمعرفة إمكانية نشأت الحياة في ذلك العالم الجليدي .

الحموله العلمية

في الحادي والعشرون من عام 2013 وبعد منافسه شديده اختير احدى عشر جهازا من قبل إيسا حيث سيتم تطوير تلك المعدات العلمية من قبل فريق من العلماء والمهندسين من جميع انحاء أوروبا مع مشاركه من قبل الولايات المتحدة واليابان والقائمة تشمل :
• J A N U S : هو النظام التصويري الخاص بالمركبه حيث يستطيع اخذ صور عالية الدقة تفوق 400 ميغابيكسل من خلال اختياره للاهداف بشكل دقيق ومن ثم اخذ صورا تصل وضوحها من 25 ميغابكسل لغاية 2.4 ميغابكسل مع مجال رؤيه يقدر 1.3 درجه . الجهاز لديه 13 حساسا للضوء بالاضافة إلى مرشحات ضوئيه عريضه واخرى ضيقه تعمل في مدى 1.1 و0.36 μm مع قدرته على تشكيل صوره ذات نظام استيريو . كما ان JANUS يسمح بمزج قياسات الرادار ، جهاز الليزر ومناضير الطيف مع بياناته للحصول على صورة جيولوجيه شامله .
• M A J I S : الجهاز عباره عن مصور طيفي للاشعه تحت الحمراء يعمل في مدى 5.7 و0.4 μm مع دقه تصل إلى 7 - 3 نانومتر . سيقوم المصور بدراست غيوم الواقة ضمن طبقة التروبوسفير للغلاف الجوي المشتري كما انه سيحدد مكونات الجليد والمعادن الموجودة على سطح اقمار الكوكب. الجهاز قادر على تغطية مساحه تصل إلى 25 مترا على سطح جانيميد وإلى 100 كيلومتر على المشتري .
• U V S : هو مصور طيفي للاشعه فوق البنفسجيه يعمل في طول موجي يتراوح ما بين 210 و55 نانومتر مع دقه تصل 0.6 نانومتر. صمم الجهاز لدراست الشفق وطبقة الغلاف الجوي الخارجي للمشتري واقماره ، تصل نطاق تغطية UVS على سطح جانيميد إلى نصف كيلومتر بينما على المشتري فتبلغ 250 كيلومترا .
• S W I : الجهاز عباره عن منظار طيفي مع هوائي ذات 30 سانتيمترا يعمل على تردد مابين 1080 - 1275 غيغاهيرتز و601 - 530 غيغاهيرتز . سيركز الجهاز على دراست سطح الاقمار الثلجيه وتحديد خصائص طبقات التراتوسفير ، تروبوسفير واكسوسفير التابعة للغلاف المشتري الجوي .
• G A L A : هو مقياس ليزري للارتفاع قادر على تسليط شعاع من الليزر من ارتفاع 200 كيلومتر وبقطر نصف متر على مساحه سطحيه تصل إلى 20 مترا . سيركز الجهاز على دراست طوبوغرافيا الاقمار .
• R I M E : هو عباره عن رادار يعمل بواسطت 9 امتار من الهوائي وبتردد 9 ميغاهيرتز . الجهاز قادر على دراست بنية الداخلية للاقمار وصولا إلى عمق 9 كيلوكترات بدقة عاليه حتى مع وجود طبقه جليديه بسمك 30 مترا تغطي سطح القمر .
• J - M A G : الجهاز عباره عن مقياس للمغناطيسيه سيعمل على دراست محيطات المياه الواقه اسفل سطح الاقمار ، كما انه سيدرس تاثير المجال المغناطيسي للمشتري على مجال المغناطيسي الجانيميدي .
• P E P : الجهاز مخصص لتحديد مكونات الغلاف الجوي الخارجي للاقمار وقياس كثافتها وطاقة ايوناتها المتدفقه وذراتها المحايده في مدى 1 MeV إلى 0.001 eV .
• R P W I : سيقيس الجهاز البلازما والامواج الراديويه حول المركبة ، الجهاز مقسم إلى اربع وحدات ثانويه هي : جاندالف ، مي مي ، فرودو وجينراج ، كما انه مزود باثنتين من مجسات لانغموير التي تصل مدى حساسيتها إلى 1.6 ميغاهيرتز معده لدراست خصائص البلازما واستقبال ترددات ما بين 45 إلى 80 ميغاهيرتز لقياس الانبعاث الراديوي .
•  3G M : يتركب الجهاز من مستجيب Ka ومذبذب عالي الاستقرار ، يستخدم هذا الجهاز لقياس حقل المغناطيسي لجانيميد وتحديد حجم المحيطات الداخلية للاقمار ، علاوتا على ذلك سيساهم 3GM في دراست الغلاف الايوني للمشتري واقماره .
• P R I D E : الجهاز سيولد اشاره محدوده تنتقل بواسطت هوائيات المركبة وتستلم بواسطة مرصد V L B I لغرض دراست خصائص مجال الجاذبيه للمشتري واقماره .

مسبار الهبوط الجانيميدي

بدأت مناقشات بين الجانب الأوروبي والروسي بخصوص إمكانية دمج بعثة جوس مع مهمة الهابط الجانيميدي التابع لوكالة الفضاء الروسية بعد ان بدأ الأخير بدوره بدراسة إمكانية إرساله مسبار إلى القمر جانيميد .