13. april 2023 lanserer European Space Agency Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE)-oppdraget for å
JUICE vil ikke være den første utforskendeet kjøretøy som vil nærme seg gassgiganten: åtte interplanetære stasjoner har nærmet seg Jupiter tidligere, og NASAs Juno-sonde utforsker planeten akkurat nå. Noen av dem brukte gassgiganten bare som et mellomliggende "stopp" for å bruke tyngdekraften til å få akselerasjon og gå inn i en gitt bane for å nå den fjerne utkanten av solsystemet og videre. Andre studerte målrettet selve planeten og dens mange satellitter.
Flyktige vandrere som flyr i det fjerne og deres oppdagelser
To tvillingromfartøy designet av NASAPioneer 10 og Pioneer 11 ble de første kunstige kjøretøyene som gikk utover asteroidebeltet og nærmet seg den største planeten i solsystemet. Selv om oppdragene startet med et års mellomrom og fulgte forskjellige baner, oppnådde de en rekke historiske bragder sammen.
Pioneer 10 ble lansert 2. mars 1972 medambisiøst oppdrag for å studere asteroidebeltet, Jupiters atmosfære og det ytre solsystemet. Omtrent halvannet år etter lanseringen nådde den Jupiter. Ved sin nærmeste innflyging 4. desember 1973 fløy den i en avstand på 132 000 km fra Jupiters skyer.
"Pioneer-10" tok de første detaljerte bildenenærbilde av gassgiganten og gjorde observasjoner av dens strålingsbelter, magnetfelt og mye mer. Etter å ha fullført hovedoppdraget satte sonden kursen mot stjernen Aldebaran, som den forventes å nå om omtrent 2 millioner år.
Lansert omtrent et år etter dendens forgjenger, Pioneer 11, fløy gjennom asteroidebeltet i 1974. Han trengte hjelp av Jupiters tyngdekraft for å nå Saturn: 2. desember passerte den interplanetære stasjonen i en avstand på omtrent 42,8 tusen km fra kanten av planetens skyer. Som et resultat av denne delen av oppdraget tok han bilder av polområdene til Jupiter og dens måner.
Kunstnerisk illustrasjon av sondene Pioneer-10 og Pioneer-11. Bilde: NASA Ames
Bilder av Jupiter og de to største månene til Europa (til venstre) og Ganymedes (til høyre) tatt av romfartøyet Pioneer 10. Bilde: NASA
De neste "turistene" som besøkte gassenkjempe, ble to sonder-"tvillinger" "Voyagers". Voyager 2 ble lansert 20. august 1977, fulgt av Voyager 1 to uker senere. Sistnevnte overtok sin «tvilling», fløy forbi Jupiter i mars 1979 og tok mer enn 18 tusen bilder av gassgiganten og dens satellitter. Den andre sonden, som nådde Jupiter fire måneder senere, tillot forskerne å sammenligne hvordan planetens ansikt endrer seg.
Studien viste hvordan den beveger seg og utvikler segatmosfæren til planeten. Blant annet viste Voyagers for første gang at den store røde flekken var en mot klokken roterende storm som samhandlet med andre, mindre stormer. I tillegg oppdaget satellittene en svak støvring rundt planeten og flere tidligere ukjente måner, oppdaget aktive vulkaner på Io, og viste for første gang lineære forkastninger på overflaten av Europa – det første tegnet på et skjult hav.
Voyager-bilder av Jupiter og den store røde flekken. Bilder: NASA
I 1992 fløy et romfartøy forbi Jupiter.apparat "Ulysses". Hovedoppgaven til denne satellitten var å studere solen. Men for å gå utover ekliptikkens plan (planet som planetene beveger seg i) og se stjernens polare områder, brukte sonden også tyngdekraften til den største planeten. Under en forbiflyvning av planeten klarte satellittinstrumenter å måle og avgrense formen og størrelsen på Jupiters magnetosfære.
Cassini-Huygens-sonden er et felles NASA-prosjekt,De europeiske og italienske romfartsorganisasjonene - er mest kjent for sin utforskning av Saturn: i mer enn 10 år sirklet han rundt planetens bane. Men på vei til forskningsstedet klarte denne enheten også å studere Jupiter. Den interplanetære stasjonens høyoppløselige kameraer tok 26 000 bilder av Jupiters atmosfære i løpet av flere måneders flyby. Disse fotografiene har hjulpet forskere med å revurdere forståelsen av de røde og hvite gassbåndene rundt planeten.
Et bilde av Jupiter tatt av Cassini-sonden. Foto: NASA/JPL/Space Science Institute
Den siste sonden som fløy forbi Jupiter var"Nye horisonter". Et besøk hos gassgiganten i 2007 var en viktig del av romfartøyets oppdrag, ettersom planetens tyngdekraft skulle ha bidratt til å styre den mot Pluto. I løpet av den fem måneder lange forbiflyvningen foredlet New Horizons baneberegninger for Jupiters indre måner og tok de første nærbildene av den lille røde flekken for første gang.
Galileo er den første som går i bane rundt Jupiter
Fire romfartøyer ("Pionerer" ogVoyagers hadde besøkt Jupiter før, men Galileo var den første sonden som målrettet gikk inn i bane rundt gassgiganten. Den ble skutt opp 18. oktober 1989 og nådde den største planeten i desember 1995.
Mens han var i bane, falt Galileo atmosfærisksonden som først tok prøver av atmosfæren til en gassplanet. Han målte temperatur, trykk, kjemisk sammensetning, egenskaper til skyer, studerte sollys, lyn og planetens indre energi. I løpet av sine 58 minutters drift trengte sonden 200 km inn i Jupiters turbulente atmosfære før den ble knust, smeltet eller fordampet på grunn av intenst trykk og temperatur.
Kunstnerisk illustrasjon av Galileo som flyr forbi den vulkanske overflaten til Io. Bilde: NASA
Ved en tilfeldighet var det Galileo for første gangobserverte en komet som traff en planet da Shoemaker-Levy 9 kolliderte med Jupiter. I tillegg, for 14 års arbeid i planetens bane, oppdaget romfartøyet et intenst strålingsbelte over Jupiters skytopp, helium i omtrent samme konsentrasjon som på solen, tilstedeværelsen av et salt hav under overflaten av Europa, og også samlet inn data om jernkjernen og magnetfeltet på Ganymedes.
21. september 2003, da Galileo nestengikk tom for drivstoff, sendte NASA bevisst romfartøyet på en selvmords-"landing". Sonden brant opp i Jupiters atmosfære for å beskytte Europa, i hvis hav forskerne tror liv kan skjule seg.
De fire største månene til Jupiter fotografert av Galileo (fra venstre til høyre i rekkefølge etter økende avstand fra planeten): Io, Europa, Ganymedes, Callisto. Bilde: NASA/JPL/DLR
Juno utforsker dypet av atmosfæren
Juno-oppdraget er bare det andre rommeten enhet dedikert til å studere den største planeten i solsystemet. Den ble lansert av NASA 5. august 2011, ankom Jupiter i juli 2016 og er fortsatt i drift.
Hovedmålet til Juno er å lære mer omopprinnelsen til Jupiter og hvordan planeten endrer seg over tid. Under oppholdet på Jupiter så den automatiske stasjonen inn i dypet av gassgigantens atmosfære. Voldsomme stormer på planeten virker mer kaotiske og ustoppelige enn tidligere antatt: for eksempel fant romfartøyet en gruppe sykloner og antisykloner på nordpolen til Jupiter, hvorav noen er større enn Jorden.
Kombinert bilde basert på data,samlet av Juno i infrarød, som viser den sentrale syklonen ved planetens nordpol og åtte omkringliggende sykloner. Bilde: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
Selv om Juno ikke kan observere Jupiters kjernedirekte ga romfartøyet forskerne bevis på at planetens kjerne er større og "fuzziere" enn tidligere antatt. Forskerne mener at gassgiganten har en «fuzzy» kjerne fremfor et lite, solid senter.
Juno oppdaget også flere typer lynpå Jupiter, og gir forskerne ny innsikt i planetens atmosfære. Konklusjonene fra de innsamlede dataene tyder på at været på Jupiter i noen tilfeller er radikalt forskjellig fra jordens. For eksempel på planeten vår kommer det meste av lynet fra vannskyer. Men Juno har funnet ut at minst én type lyn dannes høyt i Jupiters atmosfære, hvor temperaturene er for kalde for vann. Kanskje oppstår de på grunn av kollisjonen mellom iskrystaller og ammoniakk.
En del av ekvatorialområdet til Jupiter (polene er ikke synlige, de er til venstre og høyre), hentet av Juno. Bilde: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
Junos opprinnelige oppdrag ble avsluttet i 2021, men NASA har forlenget det til 2025. I løpet av denne tiden vil romfartøyet se nærmere på Ganymedes, Europa og Io.
JUICE er den første sonden som går i bane rundt satellitten
Til tross for mange studier, mangeSpørsmål om Jupiter og dens måner forblir ubesvarte, spesielt de som er knyttet til muligheten for liv i havene skjult under isen.Kanskje kan JUICE svare på noen av dem.
Sondens reise til Jupiter vil vare i 7,5 år ogvil inkludere tre returer til jorden: skipet vil bruke planetens gravitasjon og en forbiflyvning av Venus for å justere banen og gå inn i bane rundt gassgiganten i desember 2031.
Ifølge planen skal han tilbringe tre år i bane rundt planeten,fly forbi sine tre hovedsatellitter: Europa, Ganymede og Callisto. Etter det vil den gå i bane rundt Ganymedes største satellitt, og bli den første kunstige enheten som går i bane rundt en annen satellitt enn Månen.
JUICE vil bare ta to forbiflyvninger av Europa, og flyri en avstand på ca. 400 km over satellittens overflate. Det er for nært Jupiter til at romfartøy kan holde seg veldig lenge. Etter det vil den utføre 21 forbiflyvninger av den ytterste av de fire hovedmånene, Callisto, som nærmer seg en avstand på 200 km fra overflaten. Oppdraget vil ende med en stabil bane rundt Ganymedes.
Kunstnerisk animasjon av JUICE i Ganymedes bane. Video: ESA
JUICE har 10 vitenskapelige instrumenter installert,som vil hjelpe forskere med å analysere Jupiters måner og deres potensiale for liv. Disse inkluderer kameraer, sensorer for å analysere den kjemiske sammensetningen av månens isete skorper og deres miljøer, magnetometre og radarer som vil lage detaljerte kart over overflatene til satellitter og se under dem for første gang.
Oppdraget skal skytes opp fra romhavnen i Fransk Guyana 13. april 2023 klokken 15.15 Moskva-tid. ESA vil starte livestreaming av lanseringen klokken 14:45.
Les mer:
Forskere har studert et ultralys objekt som bryter med fysikkens lov
"Hav" av kvarker inne i ett proton: hva består en elementær partikkel av
Se på kartet over Mars med høyeste oppløsning: 110 000 bilder og 5,7 billioner piksler
På forsiden:kunstnerisk illustrasjon av JUICE-oppdraget. Bilde: ESA/ATG medialab (romfartøy); NASA/ESA/J. Nichols (Jupiter); NASA/JPL (Ganymede); NASA/JPL/University of Arizona (Io); NASA/JPL/DLR (Callisto og Europa)