Στις 13 Απριλίου 2023, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος εκτοξεύει την αποστολή Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) στο
Το JUICE δεν θα είναι το πρώτο διερευνητικόένα όχημα που θα πλησιάσει τον γίγαντα του φυσικού αερίου: οκτώ διαπλανητικοί σταθμοί έχουν πλησιάσει τον Δία στο παρελθόν και ο ανιχνευτής Juno της NASA εξερευνά τον πλανήτη αυτή τη στιγμή. Μερικοί από αυτούς χρησιμοποίησαν τον γίγαντα αερίου μόνο ως ενδιάμεσο «στάσιμο» προκειμένου να χρησιμοποιήσουν τη βαρύτητα του για να πάρουν επιτάχυνση και να μπουν σε μια δεδομένη τροχιά για να φτάσουν στα μακρινά περίχωρα του ηλιακού συστήματος και πέρα. Άλλοι μελέτησαν σκόπιμα τον ίδιο τον πλανήτη και τους πολλούς δορυφόρους του.
Φευγαλέοι περιπλανώμενοι που πετούν στην απόσταση και οι ανακαλύψεις τους
Δύο δίδυμα διαστημόπλοια σχεδιασμένα από τη NASAΤα Pioneer 10 και Pioneer 11 έγιναν τα πρώτα τεχνητά οχήματα που ξεπέρασαν τη ζώνη των αστεροειδών και πλησίασαν τον μεγαλύτερο πλανήτη του ηλιακού συστήματος. Αν και οι αποστολές ξεκίνησαν με διαφορά περίπου ενός έτους και ακολούθησαν διαφορετικές τροχιές, μαζί πέτυχαν μια σειρά από ιστορικά κατορθώματα.
Το Pioneer 10 κυκλοφόρησε στις 2 Μαρτίου 1972 μεφιλόδοξη αποστολή μελέτης της ζώνης των αστεροειδών, της ατμόσφαιρας του Δία και του εξωτερικού ηλιακού συστήματος. Περίπου ενάμιση χρόνο μετά την εκτόξευση, έφτασε στον Δία. Στην πλησιέστερη προσέγγισή του στις 4 Δεκεμβρίου 1973, πέταξε σε απόσταση 132.000 km από τα σύννεφα του Δία.
Το "Pioneer-10" τράβηξε τις πρώτες λεπτομερείς φωτογραφίεςκοντινό πλάνο του γίγαντα αερίου και έκανε παρατηρήσεις για τις ζώνες ακτινοβολίας, το μαγνητικό πεδίο και πολλά άλλα. Έχοντας ολοκληρώσει την κύρια αποστολή του, ο καθετήρας κατευθύνθηκε προς το αστέρι Aldebaran, στο οποίο αναμένεται να φτάσει σε περίπου 2 εκατομμύρια χρόνια.
Κυκλοφόρησε περίπου ένα χρόνο μετάΟ προκάτοχός του, Pioneer 11, πέταξε μέσα από τη ζώνη των αστεροειδών το 1974. Χρειαζόταν τη βοήθεια της βαρύτητας του Δία για να φτάσει στον Κρόνο: στις 2 Δεκεμβρίου, ο διαπλανητικός σταθμός πέρασε σε απόσταση περίπου 42,8 χιλιομέτρων από την άκρη των νεφών του πλανήτη. Ως αποτέλεσμα αυτού του μέρους της αποστολής, τράβηξε φωτογραφίες από τις πολικές περιοχές του Δία και τα φεγγάρια του.
Καλλιτεχνική απεικόνιση των ανιχνευτών Pioneer-10 και Pioneer-11. Εικόνα: NASA Ames
Εικόνες του Δία και των δύο μεγαλύτερων φεγγαριών της Ευρώπης (αριστερά) και του Γανυμήδη (δεξιά) που τραβήχτηκαν από το διαστημόπλοιο Pioneer 10. Εικόνα: NASA
Οι επόμενοι «τουρίστες» που επισκέφτηκαν το γκάζιγίγαντας, έγιναν δύο ανιχνευτές-"δίδυμα" "Voyagers". Το Voyager 2 εκτοξεύτηκε στις 20 Αυγούστου 1977 και ακολούθησε το Voyager 1 δύο εβδομάδες αργότερα. Το τελευταίο προσπέρασε το «δίδυμό» του, πέταξε δίπλα από τον Δία τον Μάρτιο του 1979 και τράβηξε περισσότερες από 18 χιλιάδες φωτογραφίες του γίγαντα αερίου και των δορυφόρων του. Ο δεύτερος ανιχνευτής, ο οποίος έφτασε στον Δία τέσσερις μήνες αργότερα, επέτρεψε στους ερευνητές να συγκρίνουν πώς αλλάζει η όψη του πλανήτη.
Η μελέτη έδειξε πώς κινείται και εξελίσσεταιατμόσφαιρα του πλανήτη. Μεταξύ άλλων, το Voyagers έδειξε για πρώτη φορά ότι η Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα ήταν μια αριστερόστροφα περιστρεφόμενη καταιγίδα που αλληλεπιδρούσε με άλλες, μικρότερες καταιγίδες. Επιπλέον, οι δορυφόροι ανακάλυψαν έναν αχνό δακτύλιο σκόνης που περιβάλλει τον πλανήτη και αρκετά άγνωστα φεγγάρια, ανακάλυψαν ενεργά ηφαίστεια στην Ιώ και για πρώτη φορά έδειξαν γραμμικά ρήγματα στην επιφάνεια της Ευρώπης - το πρώτο σημάδι ενός κρυμμένου ωκεανού.
Εικόνες Voyager του Δία και της Μεγάλης Ερυθράς Κηλίδας. Φωτογραφίες: NASA
Το 1992, ένα διαστημόπλοιο πέταξε δίπλα από τον Δία.συσκευή "Οδυσσέας". Η κύρια αποστολή αυτού του δορυφόρου ήταν να μελετήσει τον Ήλιο. Αλλά για να πάει πέρα από το επίπεδο της εκλειπτικής (το επίπεδο στο οποίο κινούνται οι πλανήτες) και να δει τις πολικές περιοχές του άστρου, ο ανιχνευτής χρησιμοποίησε επίσης τη βαρύτητα του μεγαλύτερου πλανήτη. Κατά τη διάρκεια μιας πτήσης δίπλα στον πλανήτη, δορυφορικά όργανα κατάφεραν να μετρήσουν και να βελτιώσουν το σχήμα και το μέγεθος της μαγνητόσφαιρας του Δία.
Ο ανιχνευτής Cassini-Huygens είναι ένα κοινό έργο της NASA,Οι Ευρωπαϊκοί και Ιταλικοί Διαστημικοί Οργανισμοί - είναι περισσότερο γνωστός για την εξερεύνηση του Κρόνου: για περισσότερα από 10 χρόνια έκανε κύκλους στην τροχιά του πλανήτη. Αλλά στο δρόμο προς την τοποθεσία έρευνας, αυτή η συσκευή κατάφερε επίσης να μελετήσει τον Δία. Οι κάμερες υψηλής ανάλυσης του διαπλανητικού σταθμού τράβηξαν 26.000 εικόνες της ατμόσφαιρας του Δία κατά τη διάρκεια αρκετών μηνών πτήσης. Αυτές οι φωτογραφίες βοήθησαν τους επιστήμονες να επανεξετάσουν την κατανόησή τους για τις ερυθρόλευκες ζώνες αερίου σε όλο τον πλανήτη.
Μια εικόνα του Δία που τραβήχτηκε από τον ανιχνευτή Cassini. Φωτογραφία: NASA/JPL/Space Science Institute
Ο τελευταίος ανιχνευτής που πέταξε δίπλα από τον Δία ήταν"Νέοι ορίζοντες". Μια επίσκεψη στον γίγαντα του φυσικού αερίου το 2007 ήταν ένα σημαντικό μέρος της αποστολής του διαστημικού σκάφους, καθώς η βαρύτητα του πλανήτη θα έπρεπε να τον είχε βοηθήσει να τον κατευθύνει προς τον Πλούτωνα. Κατά τη διάρκεια της πεντάμηνης πτήσης, το New Horizons βελτίωσε τους υπολογισμούς της τροχιάς για τα εσωτερικά φεγγάρια του Δία και τράβηξε για πρώτη φορά τις πρώτες κοντινές φωτογραφίες της Μικρής Ερυθράς Κηλίδας.
Ο Γαλιλαίος είναι ο πρώτος που περιφέρεται γύρω από τον Δία
Τέσσερα διαστημόπλοια ("Pioneers" καιΟι ταξιδιώτες είχαν επισκεφτεί τον Δία στο παρελθόν, αλλά ο Γαλιλαίος ήταν ο πρώτος ανιχνευτής που μπήκε σκόπιμα σε τροχιά γύρω από τον γίγαντα αερίου. Εκτοξεύτηκε στις 18 Οκτωβρίου 1989 και έφτασε στον μεγαλύτερο πλανήτη τον Δεκέμβριο του 1995.
Ενώ βρισκόταν σε τροχιά, ο Galileo έπεσε ατμοσφαιρικάο ανιχνευτής που πρωτοπαρέλαβε δείγμα από την ατμόσφαιρα ενός πλανήτη αερίου. Μέτρησε τη θερμοκρασία, την πίεση, τη χημική σύσταση, τα χαρακτηριστικά των νεφών, μελέτησε το ηλιακό φως, τους κεραυνούς και την εσωτερική ενέργεια του πλανήτη. Στα 58 λεπτά λειτουργίας του, ο ανιχνευτής διείσδυσε 200 km στην ταραχώδη ατμόσφαιρα του Δία προτού συνθλιβεί, λιώσει ή εξατμιστεί λόγω έντονης πίεσης και θερμοκρασίας.
Καλλιτεχνική απεικόνιση του Γαλιλαίου που πετά πέρα από την ηφαιστειακή επιφάνεια της Ιώ. Εικόνα: NASA
Κατά τύχη, ήταν για πρώτη φορά ο Γαλιλαίοςπαρατήρησε έναν κομήτη να προσκρούει σε έναν πλανήτη όταν το Shoemaker-Levy 9 συγκρούστηκε με τον Δία. Επιπλέον, για 14 χρόνια εργασίας στην τροχιά του πλανήτη, το διαστημόπλοιο ανακάλυψε μια ζώνη έντονης ακτινοβολίας πάνω από τις κορυφές των νεφών του Δία, ήλιο περίπου στην ίδια συγκέντρωση όπως στον Ήλιο, την παρουσία ενός αλμυρού ωκεανού κάτω από την επιφάνεια της Ευρώπης, και συνέλεξε επίσης δεδομένα για τον πυρήνα του σιδήρου και το μαγνητικό πεδίο στον Γανυμήδη.
21 Σεπτεμβρίου 2003, όταν ο Galileo σχεδόνξέμεινε από καύσιμα, η NASA έστειλε σκόπιμα το διαστημόπλοιο σε «προσγείωση» αυτοκτονίας. Ο ανιχνευτής κάηκε στην ατμόσφαιρα του Δία για να προστατεύσει την Ευρώπη, στους ωκεανούς της οποίας οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μπορεί να κρύβεται ζωή.
Τα τέσσερα μεγαλύτερα φεγγάρια του Δία που φωτογραφήθηκαν από τον Γαλιλαίο (από αριστερά προς τα δεξιά κατά σειρά αυξανόμενης απόστασης από τον πλανήτη): Ιώ, Ευρώπη, Γανυμήδης, Καλλιστώ. Εικόνα: NASA/JPL/DLR
Η Juno εξερευνά τα βάθη της ατμόσφαιρας
Η αποστολή Juno είναι μόνο το δεύτερο διάστημαμια συσκευή αφιερωμένη στη μελέτη του μεγαλύτερου πλανήτη στο ηλιακό σύστημα. Εκτοξεύτηκε από τη NASA στις 5 Αυγούστου 2011, έφτασε στον Δία τον Ιούλιο του 2016 και εξακολουθεί να λειτουργεί.
Ο κύριος στόχος του Juno είναι να μάθει περισσότερα γιατην προέλευση του Δία και πώς ο πλανήτης αλλάζει με την πάροδο του χρόνου. Κατά τη διάρκεια της παραμονής του στον Δία, ο αυτόματος σταθμός εξέτασε τα βάθη της ατμόσφαιρας του γίγαντα αερίου. Οι βίαιες καταιγίδες στον πλανήτη φαίνονται πιο χαοτικές και ασταμάτητες από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως: για παράδειγμα, το διαστημόπλοιο εντόπισε ένα σύμπλεγμα κυκλώνων και αντικυκλώνων στον βόρειο πόλο του Δία, μερικοί μεγαλύτεροι από τη Γη.
Συνδυασμένη εικόνα με βάση δεδομένα,που συλλέγονται από το Juno στο υπέρυθρο, το οποίο δείχνει τον κεντρικό κυκλώνα στον βόρειο πόλο του πλανήτη και οκτώ γύρω κυκλώνες. Εικόνα: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
Αν και ο Juno δεν μπορεί να παρατηρήσει τον πυρήνα του Δίααπευθείας, το διαστημικό σκάφος παρείχε στους επιστήμονες στοιχεία ότι ο πυρήνας του πλανήτη είναι μεγαλύτερος και «πιο ασαφής» από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι ο γίγαντας του αερίου έχει έναν «ασαφή» πυρήνα και όχι ένα μικρό, συμπαγές κέντρο.
Ο Juno εντόπισε επίσης διάφορους τύπους κεραυνώνστον Δία, δίνοντας στους επιστήμονες νέες γνώσεις για την ατμόσφαιρα του πλανήτη. Τα συμπεράσματα που προκύπτουν από τα δεδομένα που συλλέχθηκαν υποδηλώνουν ότι ο καιρός στον Δία είναι, σε ορισμένες περιπτώσεις, ριζικά διαφορετικός από τον καιρό της Γης. Για παράδειγμα, στον πλανήτη μας, οι περισσότερες από τις αστραπές προέρχονται από σύννεφα νερού. Αλλά ο Juno ανακάλυψε ότι τουλάχιστον ένας τύπος κεραυνού σχηματίζεται ψηλά στην ατμόσφαιρα του Δία, όπου οι θερμοκρασίες είναι πολύ κρύες για νερό. Ίσως προκύψουν λόγω της σύγκρουσης κρυστάλλων πάγου και αμμωνίας.
Ένα τμήμα της ισημερινής περιοχής του Δία (οι πόλοι δεν είναι ορατοί, είναι αριστερά και δεξιά), που ελήφθη από τον Juno. Εικόνα: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
Η αρχική αποστολή του Juno έληξε το 2021, αλλά η NASA την έχει παρατείνει μέχρι το 2025. Σε αυτό το διάστημα, το διαστημόπλοιο θα ρίξει μια πιο προσεκτική ματιά στον Γανυμήδη, την Ευρώπη και την Ιώ.
Το JUICE είναι το πρώτο ανιχνευτή που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον δορυφόρο
Παρά τις πολυάριθμες μελέτες, πολλέςΟι ερωτήσεις σχετικά με τον Δία και τα φεγγάρια του παραμένουν αναπάντητα, ειδικά εκείνες που σχετίζονται με την πιθανότητα ύπαρξης ζωής στους ωκεανούς που κρύβονται κάτω από τον πάγο. Η JUICE μπορεί να είναι σε θέση να απαντήσει σε μερικές από αυτές.
Το ταξίδι του ανιχνευτή στον Δία θα διαρκέσει 7,5 χρόνια καιθα περιλαμβάνει τρεις επιστροφές στη Γη: το πλοίο θα χρησιμοποιήσει τη βαρύτητα του πλανήτη μας και ένα πέταγμα της Αφροδίτης για να προσαρμόσει την τροχιά του και να μπει σε τροχιά γύρω από τον γίγαντα αερίου τον Δεκέμβριο του 2031.
Σύμφωνα με το σχέδιο, θα περάσει τρία χρόνια σε τροχιά του πλανήτη,πραγματοποιώντας κοντινές πτήσεις με τους τρεις κύριους δορυφόρους του: την Ευρώπη, τον Γανυμήδη και την Καλλιστώ. Μετά από αυτό, θα μπει σε τροχιά γύρω από τον μεγαλύτερο δορυφόρο του Γανυμήδη, και θα γίνει η πρώτη τεχνητή συσκευή που θα περιστρέφεται γύρω από έναν δορυφόρο εκτός από τη Σελήνη.
Η JUICE θα κάνει μόνο δύο πτήσεις στην Ευρώπη, πετώνταςσε απόσταση περίπου 400 km πάνω από την επιφάνεια του δορυφόρου. Είναι πολύ κοντά στον Δία για να μείνουν τα διαστημόπλοια εδώ για πολύ καιρό. Μετά από αυτό, θα πραγματοποιήσει 21 πτήσεις από το εξώτατο από τα τέσσερα κύρια φεγγάρια, το Callisto, πλησιάζοντας σε απόσταση 200 km από την επιφάνειά του. Η αποστολή θα τελειώσει με μια σταθερή τροχιά γύρω από τον Γανυμήδη.
Καλλιτεχνικό animation του JUICE σε τροχιά Γανυμήδη. Βίντεο: ESA
Το JUICE έχει εγκατεστημένα 10 επιστημονικά όργανα,που θα βοηθήσει τους επιστήμονες να αναλύσουν τα φεγγάρια του Δία και τις δυνατότητές τους για ζωή. Αυτά περιλαμβάνουν κάμερες, αισθητήρες για την ανάλυση της χημικής σύστασης του παγωμένου φλοιού των φεγγαριών και του περιβάλλοντος τους, μαγνητόμετρα και ραντάρ που θα δημιουργήσουν λεπτομερείς χάρτες των επιφανειών των δορυφόρων και θα κοιτάξουν από κάτω τους για πρώτη φορά.
Η αποστολή πρόκειται να εκτοξευθεί από το διαστημικό λιμάνι στη Γαλλική Γουιάνα στις 13 Απριλίου 2023 στις 15:15 ώρα Μόσχας. Η ESA θα ξεκινήσει τη ζωντανή μετάδοση της κυκλοφορίας στις 14:45.
Διαβάστε περισσότερα:
Οι επιστήμονες μελέτησαν ένα εξαιρετικά φωτεινό αντικείμενο που παραβιάζει τον νόμο της φυσικής
«Θάλασσα» κουάρκ μέσα σε ένα πρωτόνιο: από τι αποτελείται ένα στοιχειώδες σωματίδιο
Δείτε τον χάρτη με την υψηλότερη ανάλυση του Άρη: 110.000 καρέ και 5,7 τρισεκατομμύρια pixel
Στο εξώφυλλο:καλλιτεχνική εικονογράφηση της αποστολής JUICE. Εικόνα: ESA/ATG medialab (διαστημόπλοιο); NASA/ESA/J. Nichols (Δίας); NASA/JPL (Ganymede); NASA/JPL/Πανεπιστήμιο της Αριζόνα (Ιο); NASA/JPL/DLR (Callisto και Ευρώπη)