El Jupiter Icy Moons Explorer ( JUICE ) es una nave espacial interplanetaria en desarrollo por la Agencia Espacial Europea (ESA) con Airbus Defence and Space como contratista principal. La misión estudiará tres de Júpiter 's lunas de Galileo : Ganymede , Callisto y Europa (excluyendo la más volcánica Io ) todos los cuales se cree que tienen cuerpos significativas de agua líquida debajo de sus superficies, lo que los potencialmente habitables entornos. [6]
Tipo de misión | Ciencia planetaria | |||||||||||||||||||||
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Operador | ESA | |||||||||||||||||||||
Duración de la misión | Fase crucero: 7,6 años Fase científica: 3,5 años | |||||||||||||||||||||
Propiedades de la nave espacial | ||||||||||||||||||||||
Fabricante | Airbus Defence and Space | |||||||||||||||||||||
Masa de lanzamiento | 4.800 kilogramos (10.600 libras) [1] | |||||||||||||||||||||
Secado masivo | 1.900 kilogramos (4.200 libras) [1] | |||||||||||||||||||||
Energía | 820 vatios [2] de una matriz solar ~ 100 metros cuadrados (1100 pies cuadrados) [3] | |||||||||||||||||||||
Inicio de la misión | ||||||||||||||||||||||
Fecha de lanzamiento | 9 de junio de 2022 (ventana de lanzamiento: 21 de mayo al 17 de junio de 2022) [4] [5] | |||||||||||||||||||||
Cohete | Ariane 5 [4] | |||||||||||||||||||||
Sitio de lanzamiento | Centre Spatial Guyanais , ELA-3 | |||||||||||||||||||||
Contratista | Arianespace | |||||||||||||||||||||
Sobrevuelo de la Tierra | ||||||||||||||||||||||
Acercamiento más cercano | Mayo de 2023 | |||||||||||||||||||||
Distancia | 12,700 kilómetros (7,900 mi) | |||||||||||||||||||||
Sobrevuelo de Venus | ||||||||||||||||||||||
Acercamiento más cercano | Octubre 2023 | |||||||||||||||||||||
Distancia | 9.500 kilómetros (5.900 millas) | |||||||||||||||||||||
Sobrevuelo de la Tierra | ||||||||||||||||||||||
Acercamiento más cercano | Septiembre 2024 | |||||||||||||||||||||
Distancia | 1.950 kilómetros (1.210 mi) | |||||||||||||||||||||
Sobrevuelo de Marte | ||||||||||||||||||||||
Acercamiento más cercano | Febrero 2025 | |||||||||||||||||||||
Distancia | 1.100 kilómetros (680 mi) | |||||||||||||||||||||
Sobrevuelo de la Tierra | ||||||||||||||||||||||
Acercamiento más cercano | Noviembre de 2026 | |||||||||||||||||||||
Distancia | 3.700 kilómetros (2.300 mi) | |||||||||||||||||||||
Orbitador de Júpiter | ||||||||||||||||||||||
Inserción orbital | Octubre de 2029 (planificado) | |||||||||||||||||||||
Salida orbital | Septiembre 2032 | |||||||||||||||||||||
Orbitador Ganimedes | ||||||||||||||||||||||
Inserción orbital | Septiembre de 2032 (planificado) | |||||||||||||||||||||
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Insignia de la misión JUICE |
La nave espacial está programada para su lanzamiento en junio de 2022 y llegará a Júpiter en octubre de 2029 después de cinco ayudas de gravedad y 88 meses de viaje. Para septiembre de 2032, la nave espacial entrará en órbita alrededor de Ganímedes para su misión científica de cerca, convirtiéndose en la primera nave espacial en orbitar una luna distinta a la de la Tierra. La selección de esta misión para la ranura de lanzamiento L1 de la ESA Cosmic Vision programa de ciencias se anunció el 2 de mayo de 2012. [7] Su período de operaciones se solaparán con la NASA 's Europa Clipper misión, el lanzamiento en el año 2024.
Historia
La misión comenzó como una reformulación de la propuesta de Júpiter Ganímedes Orbiter , que iba a ser el componente de la ESA de la cancelada Misión del Sistema Europa Júpiter - Laplace (EJSM-Laplace). [8] Se convirtió en candidato para la primera misión de clase L (L1) del Programa Visión Cósmica de la ESA , y su selección se anunció el 2 de mayo de 2012. [7]
En abril de 2012, se recomendó a JUICE sobre el telescopio de rayos X propuesto por ATHENA y un observatorio de ondas gravitacionales ( Nuevo Observatorio de ondas gravitacionales (ONG)). [9] [10] En julio de 2015, Airbus Defence and Space fue seleccionado como el contratista principal para diseñar y construir la sonda, que se ensamblará en Toulouse , Francia. [11]
Cronología
Lanzamiento y trayectoria
JUICE será lanzado en junio de 2022 por un cohete Ariane 5 . Después del lanzamiento, hay un primer sobrevuelo planeado de la Tierra en mayo de 2023, Venus en octubre de 2023, un segundo sobrevuelo de la Tierra en septiembre de 2024, Marte en febrero de 2025 y un tercer sobrevuelo final de la Tierra en noviembre de 2026, para poner el JUGO en un trayectoria a Júpiter. El sobrevuelo a Marte de febrero de 2025 coincide con el que realizará Europa Clipper , una nave espacial complementaria de la NASA , lo que permite a los dos realizar observaciones consecutivas del mismo planeta.
Llegada al sistema joviano
En octubre de 2029, cuando llegue al sistema de Júpiter, JUICE realizará primero un sobrevuelo de Ganímedes en preparación para la inserción orbital ≈7,5 horas más tarde. La primera órbita se alargará y la primera aproximación más cercana a Júpiter tendrá lugar en mayo de 2030. Después de eso, las órbitas se acercarán gradualmente a Júpiter, lo que dará como resultado una órbita circular.
El primer sobrevuelo de Europa tendrá lugar en octubre de 2030. JUICE entrará en una órbita de alta inclinación para permitir la exploración de las regiones polares de Júpiter. JUICE estudiará la magnetosfera de Júpiter. Luego, un sobrevuelo de Calisto en abril de 2031 pondrá a JUICE en una órbita ecuatorial normal. Además, se producirá un tránsito de Europa e Io el 27 de enero de 2032.
Inserción orbital en Ganimedes
En septiembre de 2032, JUICE entrará en una órbita elíptica alrededor de Ganímedes, convirtiéndose en la primera nave espacial en orbitar una luna distinta a la de la Tierra. La primera órbita estará a una distancia de 5.000 kilómetros (3.100 millas). En febrero de 2033, JUICE entrará en una órbita circular a 500 kilómetros (310 millas) sobre la superficie de Ganímedes. JUICE estudiará la composición y la magnetosfera de Ganimedes, entre otras cosas.
Deorbita planificada en Ganímedes
Cuando la nave espacial consuma su propulsor, se planea que JUICE sea desorbitado e impacte en Ganímedes en febrero de 2034. [12]
Objetivos científicos
El orbitador Jupiter Icy lunas Explorer llevará a cabo investigaciones detalladas sobre Ganímedes y evaluará su potencial para sustentar la vida . Las investigaciones de Europa y Calisto completarán una imagen comparativa de estas lunas galileanas . [13] Se cree que las tres lunas albergan océanos internos de agua líquida, por lo que son fundamentales para comprender la habitabilidad de los mundos helados.
Los principales objetivos científicos de Ganímedes, y en menor medida de Calisto, son: [13]
- Caracterización de las capas oceánicas y detección de supuestos reservorios de agua subterránea.
- Cartografía topográfica, geológica y composicional de la superficie.
- Estudio de las propiedades físicas de las costras heladas.
- Caracterización de la distribución de masa interna, dinámica y evolución de los interiores.
- Investigación de la tenue atmósfera de Ganímedes .
- Estudio del campo magnético intrínseco de Ganímedes y sus interacciones con la magnetosfera joviana .
Para Europa, la atención se centra en la química esencial para la vida , incluidas las moléculas orgánicas , y en comprender la formación de las características de la superficie y la composición del material que no es hielo de agua. Además, JUICE proporcionará el primer sondeo subsuperficial de la luna, incluida la primera determinación del espesor mínimo de la corteza helada sobre las regiones activas más recientemente.
También se llevarán a cabo observaciones más distantes resueltas espacialmente para varios satélites irregulares menores y la luna volcánicamente activa Io .
Astronave
Controladores de diseño
Los principales impulsores del diseño de las naves espaciales están relacionados con la gran distancia al Sol, el uso de la energía solar y el duro entorno de radiación de Júpiter. Las inserciones orbitales en Júpiter y Ganímedes y la gran cantidad de maniobras de sobrevuelo (más de 25 asistencias de gravedad y dos sobrevuelos de Europa) requieren que la nave espacial transporte unos 3.000 kilogramos (6.600 libras) de propulsor químico. [14]
Las ayudas de gravedad incluyen: [1]
- Transferencia interplanetaria (Tierra, Venus, Tierra, Marte, Tierra)
- Inserción de la órbita de Júpiter y reducción del apocentro con múltiples asistencias de gravedad de Ganímedes
- Reducción de la velocidad con asistencias Ganimedes-Calisto
- Aumente la inclinación con 10-12 asistencias de gravedad de Callisto
Instrumentos científicos
El 21 de febrero de 2013, tras un concurso, la ESA seleccionó 11 instrumentos científicos, que están siendo desarrollados por equipos de ciencia e ingeniería de toda Europa, con la participación de Estados Unidos. [15] [16] [17] [18]
Japón también contribuirá con varios componentes para los instrumentos SWI, RPWI, GALA, PEP, JANUS y J-MAG, y facilitará las pruebas. [19] [20] [21]
Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator (JANUS)
Un sistema de cámara para captar imágenes de Ganímedes y partes interesantes de la superficie de Calisto a más de 400 m / píxel (resolución limitada por el volumen de datos de la misión). Los objetivos seleccionados se investigarán en alta resolución con una resolución espacial de 25 m / píxel hasta 2,4 m / píxel con un campo de visión de 1,3 °. El sistema de cámara tiene 13 filtros pancromáticos, de banda ancha y de banda estrecha en el rango de 0,36 µm a 1,1 µm, y proporciona capacidades de imagen estéreo. JANUS también permitirá relacionar las mediciones espectrales, láser y de radar con la geomorfología y, por lo tanto, proporcionará el contexto geológico general.
- Investigador principal: P. Palumbo, Universidad Parthenope de Nápoles , Italia.
- Co-investigador: J. Haruyama, JAXA , Japón.
- Agencia principal de financiación: ASI , Italia.
Espectrómetro de imágenes de Lunas y Júpiter (MAJIS)
Un espectrógrafo de imágenes visible e infrarrojo que opera de 500 nm a 5,50 µm, con una resolución espectral de 3 a 7 nm, que observará las características de las nubes troposféricas y especies menores de gas en Júpiter e investigará la composición de hielos y minerales en las superficies del hielo. lunas. La resolución espacial se reducirá a 75 metros (246 pies) en Ganímedes y a unos 100 kilómetros (62 millas) en Júpiter.
- Investigador principal: Y. Langevin, Institut d'Astrophysique Spatiale, Francia.
- Agencia principal de financiación: CNES , Francia .
Espectrógrafo de imágenes UV (UVS)
Un espectrógrafo de imágenes que opera en el rango de longitud de onda de 55 a 210 nm con una resolución espectral de <0,6 nm que caracterizará las exosferas y auroras de las lunas heladas, incluidas las búsquedas de columnas en Europa, y estudiará la atmósfera superior joviana y las auroras. Resolución de hasta 500 metros (1.600 pies) observando Ganímedes y hasta 250 kilómetros (160 millas) observando Júpiter.
- Investigador principal: R. Gladstone, Southwest Research Institute , Estados Unidos .
- Agencia principal de financiación: NASA , Estados Unidos.
Instrumento de onda submilimétrica (SWI)
Un espectrómetro que utiliza una antena de 30 centímetros (12 pulgadas) y funciona en 1080-1275 GHz y 530-601 GHz con un poder de resolución espectral de ~ 10 7 que estudiará la estratosfera y la troposfera de Júpiter, y las exosferas y superficies de las lunas heladas.
- Investigador principal: P. Hartogh, Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar , Alemania.
- Co-investigador: Y. Kasai NICT , Japón.
- Agencia principal de financiación: DLR , Alemania.
Altímetro láser GAnymede (GALA)
Un altímetro láser con unos 20 metros (66 pies) de tamaño de punto y 10 centímetros (3.9) en la resolución vertical en 200 kilómetros (120 mi) destinado para el estudio de la topografía de lunas heladas y deformaciones de marea de Ganymede.
- Investigador principal: H. Hussmann, DLR , Instituto de Investigación Planetaria, Alemania .
- Co-investigador: K. Enya, JAXA , Japón.
- Agencia principal de financiación: DLR , Alemania.
Radar para exploración de lunas heladas (RIME)
Un radar de penetración de hielo que funciona a una frecuencia de 9 MHz (ancho de banda de 1 y 3 MHz) emitido por una antena de 16 metros (52 pies); se utilizará para estudiar la estructura del subsuelo de las lunas jovianas hasta una profundidad de 9 kilómetros (5,6 millas) con una resolución vertical de hasta 30 metros (98 pies) en hielo.
- Investigador principal: L. Bruzzone, Universidad de Trento , Italia.
- Agencia principal de financiación: ASI , Italia.
MAGnetómetro JUICE (J-MAG)
Estudiará los océanos subsuperficiales de las lunas heladas y la interacción del campo magnético joviano con el campo magnético de Ganímedes utilizando un magnetómetro sensible .
- Investigador principal: Michele Dougherty , Imperial College London , Reino Unido .
- Co-investigadores A. Matsuoka, Universidad de Kyoto , Japón .
- Agencia principal de financiación: UKSA , Reino Unido.
Paquete de entorno de partículas (PEP)
Un conjunto de seis sensores para estudiar la magnetosfera de Júpiter y sus interacciones con las lunas jovianas. PEP medirá iones positivos y negativos, electrones, gas neutro exosférico, plasma térmico y átomos neutros energéticos presentes en todos los dominios del sistema de Júpiter desde 1 meV hasta 1 MeV de energía.
- Investigador principal: S. Barabash, Instituto Sueco de Física Espacial , Suecia .
- Co-investigadores principales: P. Wurz, Universidad de Berna , Suiza; P. Brandt, JPL , Estados Unidos.
- Agencia principal de financiación: SNSA , Suecia.
Investigación de ondas de radio y plasma (RPWI)
Caracterizará el entorno de plasma y las emisiones de radio alrededor de la nave espacial, se compone de cuatro experimentos: GANDALF, MIME, FRODO y JENRAGE. RPWI utilizará cuatro sondas Langmuir , cada una montada en el extremo de su propio brazo dedicado, y sensibles hasta 1,6 MHz para caracterizar plasma y receptores en el rango de frecuencia de 80 kHz a 45 MHz para medir emisiones de radio.
- Investigador principal: J.-E. Wahlund, Instituto Sueco de Física Espacial , Suecia .
- Co-investigador: Universidad Y. Kasaba Tohoku , Japón.
- Agencia principal de financiación: SNSA , Suecia.
Gravedad y geofísica de Júpiter y lunas galileanas (3GM)
3GM es un paquete científico de radio que comprende un transpondedor Ka y un oscilador ultraestable . [22] 3GM se utilizará para estudiar el campo gravitatorio, hasta el grado 10, en Ganímedes y la extensión de los océanos internos en las lunas heladas, y para investigar la estructura de las atmósferas neutrales y las ionosferas de Júpiter (0,1 - 800 mbar). y sus lunas.
- Investigador principal: L. Iess, Universidad Sapienza de Roma , Italia .
- Agencia principal de financiación: ASI , Italia.
Interferómetro de radio planetario y experimento Doppler (PRIDE)
El experimento generará señales específicas transmitidas por la antena de JUICE y recibidas por la interferometría de línea de base muy larga para realizar mediciones de precisión de los campos de gravedad de Júpiter y sus lunas heladas.
- Investigador principal: L. Gurvits, Instituto Conjunto de VLBI en Europa , Países Bajos .
- Agencia principal de financiación: NWO y NSO , Países Bajos.
Objetivos
La nave tendrá encuentros con tres planetas y la Luna antes de llegar a Júpiter.
Venus (un sobrevuelo en ruta)
Tierra (tres sobrevuelos en ruta)
La Luna (tres sobrevuelos en ruta)
Marte (un sobrevuelo en ruta)
Júpiter
Ganimedes (sobrevuelos + órbita)
Callisto (múltiples sobrevuelos)
Europa (dos sobrevuelos)
Ver también
- Exploración de Júpiter
- Europa Clipper
- Galileo - ex orbitador de Júpiter
- Juno - actual orbitador de Júpiter
- Sobrevuelos en Jupiter: Pioneer 10 / 11 ; Voyager 1 / 2 ; Ulises ; Cassini – Huygens ; Nuevos horizontes
- Lunas de Júpiter
- 17776
Referencias
- ^ a b c "JUGO (Explorador de lunas heladas de JUpiter)" (PDF) . Agencia Espacial Europea . Marzo de 2012 . Consultado el 18 de julio de 2013 .
- ^ Pultarova, Tereza (24 de marzo de 2017). "La misión del explorador de Júpiter en Europa pasa a la producción de prototipos" . SpaceNews . Consultado el 25 de marzo de 2017 .
- ^ Amos, Jonathan (9 de diciembre de 2015). "Misión de jugo: acuerdo firmado para construir la sonda Júpiter" . BBC News .
- ^ a b Clark, Stephen (29 de abril de 2020). "Las sondas planetarias optimistas de los científicos no enfrentarán retrasos en el lanzamiento del coronavirus" . Vuelo espacial ahora .
- ^ "El viaje de JUICE a Júpiter" . ESA . 16 de febrero de 2017.
- ^ "ESA: selección de la misión L1" (PDF) . 17 de abril de 2012.
- ^ a b "Esa selecciona sonda de jugo de mil millones de euros a Júpiter" . Jonathan Amos . BBC News Online . 2 de mayo de 2012.
- ^ JUICE (JUpiter ICy moons Explorer): una misión dirigida por europeos al sistema de Júpiter
- ^ Lakdawalla, Emily (18 de abril de 2012). "JUICE: ¿La próxima misión de Europa a Júpiter?" . La Sociedad Planetaria .
- ^ Amos, Jonathan (19 de abril de 2012). "Los astrónomos decepcionados siguen luchando" . BBC News .
- ^ "Preparándose para construir la misión Júpiter de la ESA" . ESA . 17 de julio de 2015.
- ^ Febrero de 2017, Elizabeth Howell. "JUGO: Explorando las lunas de Júpiter" . Space.com . Futuro de EE.UU. Inc . Consultado el 18 de mayo de 2020 .
- ^ a b "JUICE — Objetivos científicos" . Agencia Espacial Europea . 16 de marzo de 2012 . Consultado el 20 de abril de 2012 .
- ^ "JUICE — Nave espacial" . Agencia Espacial Europea . 16 de marzo de 2012 . Consultado el 20 de abril de 2012 .
- ^ "La ESA elige instrumentos para su Jupiter Icy Moon Explorer" . CSW . ESA . 21 de febrero de 2013 . Consultado el 17 de junio de 2013 .
- ^ "Carga útil científica JUICE" . ESA . 7 de marzo de 2013 . Consultado el 24 de marzo de 2014 .
- ^ "Los Instrumentos JUICE" . CNES . 11 de noviembre de 2013 . Consultado el 24 de marzo de 2014 .
- ^ "Explorador de lunas heladas de Júpiter (JUICE): objetivos científicos, misión e instrumentos" (PDF) . 45a Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria (2014) . Consultado el 24 de marzo de 2014 .
- ^ "JAXA - ¿Qué es JUICE? - Un" Gran viaje al Sistema Solar Exterior " " .
- ^ Estado actual de la participación japonesa en Jupiter Icy Moons Explorer "JUICE". Saito, Y .; Sasaki, S .; Kimura, J .; Tohara, K .; Fujimoto, M .; Sekine, Y. AGU Resúmenes de la reunión de otoño. Publicado en diciembre de 2015. Bibcode: 2015AGUFM.P11B2074S
- ^ [1] y [2] - Contribuciones de Japón a los instrumentos JUICE (en japonés).
- ^ Shapira, Aviv; Stern, Avinoam; Prazot, Shemi; Mann, Rony; Barash, Yefim; Detoma, Edoardo; Levy, Benny (2016). "Un oscilador ultra estable para el experimento 3GM de la misión JUICE". Foro Europeo de Frecuencia y Tiempo 2016 (EFTF) . págs. 1-5. doi : 10.1109 / EFTF.2016.7477766 . ISBN 978-1-5090-0720-2. S2CID 2489857 .
enlaces externos
- Página JUICE de la ESA
- Exploración planetaria futura JUICE: propuesta revisada de la órbita de Júpiter Ganímedes
- Explorador de lunas heladas de Júpiter (2011) ( Presentaciones del OPAG de octubre de 2011 )
- JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) ( Presentaciones del OPAG de marzo de 2012 )
- JUGO-JAPÓN - JAXA
- JUGO - NASA