Juice (luotain)

Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) on Euroopan avaruusjärjestön avaruusluotainhanke, jonka tarkoituksena on vierailla Jupiterin Galilein kuiden ympäristössä ja tutkia erityisesti Ganymedes-, Kallisto- ja Europa-kuita. Luotaimen tieteellinen tehtävä on kartoittaa kuiden pintaa sekä pinnan alapuolella mahdollisesti olevia nestemäisiä meriä ja niiden mahdollista elinkelpoisuutta.

Juice laukaistiin 14. huhtikuuta 2023 klo 12:14 UTC, ja se saapuu Jupiterin alueelle 2031 kahdeksan matkavuoden jälkeen. Joulukuussa 2034 luotain saapuu Ganymeden kiertoradalle tutkimuksia varten. Juice on ensimmäinen luotain, joka tutkii muuta kuuta kuin Maan Kuuta.

Tieteelliset tavoitteet 
JUICE-kiertoratakone suorittaa yksityiskohtaisia tutkimuksia Ganymedesta ja arvioi sen mahdollisuuksia tukea elämää. Europan ja Kalliston tutkimukset täydentävät vertailevan kuvan näistä Galilein kuista. Kolmen kuun uskotaan sisältävän sisäisiä nestemäisiä valtameriä, ja siksi ne ovat keskeisiä elinkepoisten planeettojen elämän edellytysten ja asuttavuuden ymmärtämisessä.

Ganymeden ja vähemmässä määrin Kalliston tutkimuksen tärkeimmät tieteelliset tavoitteet ovat:
 Valtameren kerrosten karakterisointi ja oletettujen maanalaisten vesivarastojen havaitseminen
 Pinnan topografinen, geologinen ja koostumuskartoitus
 Jäisten kuorien fysikaalisten ominaisuuksien tutkimus
 Sisätilojen sisäisen massajakauman, dynamiikan ja kehityksen karakterisointi
 Ganymedeen hauraan Ilmakehän tutkiminen
 Tutkimus Ganymeden sisäisestä magneettikentästä ja sen vuorovaikutuksista Jovian magnetosfäärin kanssa.
 Europassa painopiste on elämälle välttämättömässä kemiassa, mukaan lukien orgaaniset molekyylit, sekä pinnan piirteiden muodostumisen ja ei-vesi-jäämateriaalin koostumuksen ymmärtäminen. Lisäksi JUICE tarjoaa kuun ensimmäisen maanalaisen luotauksen, mukaan lukien ensimmäisen jääkuoren vähimmäispaksuuden määrityksen viimeksi aktiivisilla alueilla.

Kauempana avaruudellisesti erotettuja havaintoja tehdään myös useille pienille epäsäännöllisille satelliiteille ja vulkaanisesti aktiiviselle kuulle Io.

Juicen instrumentit 

ESA valitsi kilpailun jälkeen 21.2.2013 11 tiedeinstrumenttia, joita kehittävät tiede- ja insinööritiimit eri puolilta Eurooppaa Yhdysvaltojen osallistuessa. Japani toimittaa myös useita komponentteja SWI-, RPWI-, GALA-, PEP-, JANUS- ja J-MAG-instrumentteihin ja helpottaa testausta.

 Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator (JANUS). Nimi on latina ja tarkoittaa "Jupiterin, hänen rakkaussuhteidensa ja jälkeläisten kokonaisvaltaista havainnointia." Kamerajärjestelmä, joka kuvaa Ganymeden ja Calliston pinnan mielenkiintoisia osia paremmalla nopeudella kuin 400 m/pikseli (resoluutiota rajoittaa tehtävän datamäärä) . Valitut kohteet tutkitaan korkearesoluutioisella avaruudellisella resoluutiolla 25 m/pikselistä 2,4 m/pikseliin 1,3 asteen näkökentällä. Kamerajärjestelmässä on 13 pankromaattista, laajakaistaista ja kapeakaistaista suodatinta 0,36 µm - 1,1 µm alueella, ja se tarjoaa stereokuvausominaisuudet. JANUS mahdollistaa myös spektri-, laser- ja tutkamittausten liittämisen geomorfologiaan ja tarjoaa siten kokonaisgeologisen kontekstin. Päätutkija: P. Palumbo, Parthenope University of Napoli, Italia. Osatutkija: J. Haruyama, JAXA, Japani. Päärahoitustoimisto: ASI, Italia.
 Kuiden ja Jupiterin kuvantamisspektrometri (MAJIS). Näkyvä- ja infrapunakuvausspektrografi, joka toimii 400 nm - 5,70 µm, spektriresoluutio 3-7 nm, joka tarkkailee troposfäärin pilvipiirteitä ja vähäisiä kaasulajeja Jupiterilla sekä jään pinnalla olevien jään ja mineraalien koostumusta. kuut. Avaruusresoluutio laskee 75 metriin (246 jalkaan) Ganymedeella ja noin 100 kilometriin (62 mailia) Jupiterilla. Päätutkija: F. Poulet, Institut d'Astrophysique Spatiale, Ranska. Päärahoitustoimisto: CNES, Ranska.
 UV-kuvausspektrografi (UVS). Kuvausspektrografi, joka toimii aallonpituusalueella 55–210 nm ja spektriresoluutio <0,6 nm, joka luonnehtii jäisten kuuiden eksosfäärejä ja revontulia, mukaan lukien tulvahakuja Euroopassa, sekä tutkii Jovian yläilmakehää ja revontulia. Resoluutio jopa 500 m (1 600 jalkaa) tarkkailemalla Ganymedettä ja jopa 250 km (160 mailia) tarkkailemalla Jupiteria. Päätutkija: R. Gladstone, Southwest Research Institute, Yhdysvallat. Päärahoittaja: NASA, Yhdysvallat.
 Submillimetriaaltomittari (SWI). Spektrometri, joka käyttää 30 cm:n (12 tuuman) antennia ja toimii taajuuksilla 1080–1275 GHz ja 530–601 GHz ja jonka spektrinen erotuskyky on ~107 ja joka tutkii Jupiterin stratosfääriä ja troposfääriä sekä jäisten kuiden eksosfäärejä ja pintoja. Päätutkija: P. Hartogh, Max Planck Institute for Solar System Research, Saksa. Osatutkija: Y. Kasai NICT, Japani. Päärahoittaja: DLR, Saksa.
 Ganymeden laserkorkeusmittari (GALA). Laserkorkeusmittari, jonka pistekoko on 20 m ja pystyresoluutio 10 cm 200 km:n etäisyydellä, tarkoitettu jäisten kuuiden topografian ja Ganymeden vuoroveden muodonmuutosten tutkimiseen. Päätutkija: H. Hussmann, DLR, Planetary Research Institute, Saksa. Osatutkija: K. Enya, JAXA, Japani. Päärahoittaja: DLR, Saksa. Kehittäjä ja valmistaja: Hensoldt Optronics GmbH, Oberkochen, Saksa.
 Jäisten kuiden tutkimus-tutka (RIME). Jäätä läpäisevä tutka, joka toimii taajuudella 9 MHz (kaistanleveys 1 ja 3 MHz), jonka lähettää 16 metrin (52 jalkaa) antenni; käytetään tutkimaan Jovian kuuiden maanalaista rakennetta 9 kilometrin syvyyteen asti pystyresoluutiolla 30 metriin (98 jalkaa) jäässä. Päätutkija: L. Bruzzone, Trenton yliopisto, Italia. Päärahoitustoimisto: ASI, Italia.
 JUICE-Magnetometri (J-MAG). Aikoo tutkia jäisten kuuiden maanalaisia valtameriä ja Jovian magneettikentän vuorovaikutusta Ganymeden magneettikentän kanssa herkän magnetometrin avulla. Päätutkija: Michele Dougherty, Imperial College London, Yhdistynyt kuningaskunta. Osatutkijat A. Matsuoka, Kioton yliopisto, Japani. Avaruustutkimuslaitos (IWF-OEAW) Graz, Itävalta. Braunschweigin teknillinen yliopisto, Saksa. Päärahoitustoimisto: UKSA, Iso-Britannia. 
 Hiukkasympäristöpaketti (PEP). Kuuden anturin sarja, joka tutkii Jupiterin magnetosfääriä ja sen vuorovaikutusta Jovian kuuiden kanssa. PEP mittaa positiivisia ja negatiivisia ioneja, elektroneja, eksosfäärin neutraalia kaasua, lämpöplasmaa ja energeettisesti neutraaleja atomeja, joita on Jupiter-järjestelmän kaikilla alueilla 1 meV - 1 MeV energia. Vastuullinen tutkija: S. Barabash, Ruotsin avaruusfysiikan instituutti, Ruotsi. Päätutkijat: P. Wurz, Bernin yliopisto, Sveitsi; P. Brandt, JHU/APL, Yhdysvallat. Päärahoittaja: SNSA, Ruotsi.
 Radio- ja plasmaaaltotutkimus (RPWI). Se luonnehtii plasmaympäristöä ja radiopäästöjä luotaimen ympärillä, ja se koostuu neljästä kokeesta: GANDALF, MIME, FRODO ja JENRAGE. RPWI käyttää neljää Langmuir-anturia, joista jokainen on asennettu oman puomin päähän ja jotka ovat herkkiä 1,6 MHz:iin saakka plasman ja vastaanottimien karakterisoimiseksi taajuusalueella 80 kHz - 45 MHz radiosäteilyn mittaamiseen. Tämä tieteellinen instrumentti on jossain määrin huomionarvoinen Sonicin käyttämisestä osana logoaan. Vastuullinen tutkija: J.-E. Wahlund, Ruotsin avaruusfysiikan instituutti, Ruotsi. Päätutkijat: B. Cecconi, Obs. Pariisi, Ranska; Y. Kasaba, Tohoku University, Japani; I. Müeller-Wodarg, ICL, UK; H. Rothkaehl, CBK, Puola; O. Santolik, IAP, Tšekki. Päärahoittaja: SNSA, Ruotsi.
 Jupiterin ja Galilean kuuiden painovoima ja geofysiikka (3GM). 3GM on radiotiedepaketti, joka sisältää Ka-transponderin ja ultrastabiilin oskillaattorin. 3GM:llä tutkitaan Ganymeden painovoimakenttää – asteeseen 10 asti – ja sisäisten valtamerten laajuutta jäisillä kuuilla sekä Jupiterin (0,1 – 800 mbar) ja sen kuuiden neutraalien ilmakehöiden ja ionosfäärien rakennetta. Päätutkija: L. Iess, Rooman Sapienza-yliopisto, Italia. Päärahoitustoimisto: ASI, Italia.
 Planetaarinen radiointerferometri ja Doppler-koe (PRIDE). Kokeessa luodaan erityisiä signaaleja, jotka JUICEn antenni lähettää ja jotka vastaanotetaan erittäin pitkän perusviivan interferometrialla, jotta voidaan suorittaa tarkkoja mittauksia Jupiterin ja sen jäisten kuuiden painovoimakentistä. Päätutkija: L. Gurvits, Joint Institute for VLBI in Europe, Alankomaat. Päärahoittaja: NWO ja NSO, Alankomaat.

Katso myös 
 Juno
 Teemasivu Avaruustoiminta

Lähteet

Aiheesta muualla 
 JUICE Red Book - avaruusluotainhanke-ehdotuksen teknologiayhteenveto.
 ESA:n Juice-sivut
Jupiter-luotaimet
Vuoden 2023 avaruustoiminta