JUICE: Мисия на ЕКА до ледените луни на Юпитер

[SAlexandrov]

Амбициозна европейска мисия се отправя към луните на Юпитер през тази година!

На снимката: самолет “Антонов” пренася наземната екипировка, необходима за изстрелването на “Джус”. Photo credit : ESA

6 февруари 2023 г. 08:00 ч.

Светослав Александров. След като 2022 г. бе annus horribilis за европейската космонавтика, изразяваща се в прекратяването на полетите на ракетите “Союз” от Френска Гвиана, преустановяването на проекта “ЕкзоМарс”, аварията на новата ракета “Вега-С” и забавянията в разработките на “Ариана 6”, Европейската космическа агенция (ЕКА) се готви за сериозен реванш през 2023 година. Мисията “Джус” (на англ. JUICE, съкр. от JUpiter ICy moons Explorer) е в готовност да бъде изстреляна към Юпитер през месец април. За тази цел в началото на февруари към космодрума Куру във Френска Гвиана излетя самолет “Антонов” с наземното оборудване, необходимо за полета, а другата седмица друг “Антонов” ще достави там самия космически апарат.

Пътешествието на “Джус” ще трае осем години, като навлизането на автоматичната междупланетна станция в орбита около Юпитер е насрочено за юли 2031 година. Оттам “Джус” ще провежда близки облитания на ледените луни Ганимед, Калисто и Европа (изучаването на вулканичната луна Йо не е включено в програмата). Кулминацията на мисията ще настъпи през декември 2034 г., когато автоматичната междупланетна станция навлезе в орбита около Ганимед. Така за пръв път в историята на човечеството космически апарат ще се превърне в изкуствен спътник на луна от Външната слънчева система!

На илюстрацията : “Джус” в орбита около Ганимед. Image credit : ESA

“Джус” тежи 4 800 килограма – т.е. мисията е тежка, амбициозна и за извеждането ѝ към Юпитер има нужда от мощната европейска ракета “Ариана 5”. Това ще е предпоследният полет на “Ариана 5” и последният за нуждите на Европейската космическа агенция (след това има още само един – комерсиален, преди ракетата да бъде пенсионирана в полза на “Ариана 6”). Тъй като “Джус” ще работи далече от Земята, в орбита около Юпитер (впоследствие и около Ганимед), автоматичната межудпланетна станция притежава огромни слънчеви панели с площ 85 квадратни метра. Построяването на “Джус” е поверено от ЕКА на Еърбъс още през 2012 г., като европейският аерокосмически гигант си е сътрудничил с над 80 компании.

Ето какви са научните задачи на “Джус”:

1. Характеризиране на океанските пластове и търсене на водни залежи под повърхностите на луните.
2. Изготвяне на подробни карти на луните, обхващащи тяхната топография, географски характеристики и минерален състав
3. Изучаване на физичните свойства на ледените кори
4. Характеризиране на разпределението на вътрешната маса на луните, динамиката и еволюцията на вътрешната им структура
5. Изследване на тънката атмосфера на Ганимед
6. Изучаване на магнитното поле на Ганимед и взаимодействието му с юпитерианската магнитосфера

На борда на “Джус” се намират следните научни прибори:

Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator (JANUS) – това е основната камера на мисията, способна да заснема повърхността на Ганимед с резолюция по-добра от 400 m/pixel, а някои подбрани региони ще бъдат снимани с резолюция до 2.4 m/pixel. Камерата е принос на Италианската космическа агенция (ASI).

Moons and Jupiter Imaging Spectrometer (MAJIS) – този спектрометър работи във видимата и инфрачервената област на електромагнитния спектър и ще изучава тропосферните облаци на Юпитер, редките му газове, както и състава на леда и минералите на ледените луни. Спектрометърът е принос на Френската космическа агенция (CNES).

UV Imaging Spectrograph (UVS) – този спектрограф е създаден в САЩ, от НАСА. Както името му показва, той работи в ултравиолетовата област и ще може да изучава екзосферите и полярните сияния на ледените луни. Ще е в състояние да открива гейзери.

На снимката: “Джус” изучава гейзери на Европа.

Sub-millimeter Wave Instrument (SWI) – конструиран от Немския аерокосмически институт (DLR), този спектрометър притежава 30-сантиметрова антена, работи на честоти 1080–1275 GHz и 530–601 GHz, ще може да изучава стратосферата и тропосферата на Юпитер.

Ganymede Laser Altimeter (GALA) – това отново е немски прибор, лазерен висотомер, който е в състояние да изследва топографията на ледените луни и приливно-отливните деформации на Ганимед.

Radar for Icy Moons Exploration (RIME) – радар, построен от Италианската космическа агенция, който може да прониква под ледените повърхности на луните и да изучава вътрешната им структура.

JUICE-Magnetometer (J-MAG) – този магнитометър е построен от космическата агенция на Великобритания и ще проучва океаните на ледените луни, както и взаимодействието на магнитното поле на Ганимед с това на Юпитер.

Particle Environment Package (PEP) – комплект от шест датчика, построени от Националната космическа агенция на Швеция, отново с цел изучаването на взаимодействието на магнитното поле на Ганимед с това на Юпитер.

Radio and Plasma Wave Investigation (RPWI) – пак шведски прибор, ще изучава плазмената обстановка и радиообстановката около “Джус”. Притежава четири сонди на Лангмюир.

Gravity and Geophysics of Jupiter and Galilean Moons (3GM) – научен експеримент на Италианската космическа агенция, посветен на изучаването на гравитационното поле на Ганимед посредством радиовълни.

Planetary Radio Interferometer and Doppler Experiment (PRIDE) – Интерферометричен и доплеров експеримент на Нидерландия, посветен на изучаването на гравитационното поле на Юпитер и неговите луни.

Макар че същинската научна програма на “Джус” ще започне в началото на 30-те, дългогодишното пътешествие няма да е безсъбитийно. Космическият апарат ще прелети край системата Земя-Луна през август 2024 г., край Венера през август 2025 г. и отново край Земята през септември 2026 и януари 2029 година. Облитането на Земята и Луната през 2024 г. е особено интересно – “Джус” първо ще прелети близко до естествения ни спътник и само ден и половина по-късно ще профучи край нашата планета, за да може да коригира траекторията си, използвайки лунната и земната гравитация. Предложено е през октомври 2029 г. да бъде проведено и изучаване на астероида 223 Rosa.

Пътешествието на “Джус” към Юпитер и Ганимед

Безспорно е, че “Джус” представлява едно от най-сериозните космически начинания на Стария континент – това е първата от т.нар. Голям клас мисии, които са част от програмата Космическа визия на Европейската космическа агенция за периода 2015-2025 година.

Другите европейски мисии от програмата включват космическият телескоп “Хеопс” за изучаване на извънслънчеви планети, който бе изстрелян през 2019 г., мисията за изучаване на Слънцето “Солар Орбитър”, която бе изстреляна през 2020 г., както и инфрачервеният космически телескоп “Евклид”, който ще лети през втората половина на тази година. Безспорно изстрелванията на “Джус” и “Евклид” ще са топ събитията за европейската космонавтика през 2023 година.

Източници: ESA (Twitter), ESA, The Planetary Society,

https://cosmos.1.bg/space/2023/02/06/juice-prelaunch-preview/

[SAlexandrov]

УСПЕХ: Мисията Джус на ЕКА пое към Юпитер!

На кадъра: ракета “Ариана 5” изпраща мисия “Джус” към Юпитер! Photo credit : ESA/ArianeSpace

14 април 2023 г. 16:10 ч.

Светослав Александров. Днес е изключително триумфален ден за Европейската космическа агенция (ЕКА), след като тя влезе в историята като едва втората космическа агенция в световен мащаб след НАСА, изпратила мисия към планета от Външната слънчева система! Ракета “Ариана 5” изстреля успешно автоматичната междупланетна станция “Джус” към Юпитер на 14 април 2023 г., Разпети петък, в 15:14 ч. българско време, а пътешествието на мисията ще отнеме повече от осем години.

Изстрелването бе осъществено след 24-часово закъснение заради силни гръмотевици в района на стартовата площадка на космодрума Куру във Френска Гвиана. Днес обаче нямаше никакви проблеми по време на обратното броене и “Ариана 5” излетя точно в уречения час. Всички процедури на път към космоса бяха изпълнени успешно и горната степен на ракетата-носител се изключи на 26-тата минута от началото на полета, като “Джус” се раздели от нея скоро след това. Космическият апарат все пак изправи за кратко на нокти наземното ръководство, тъй като не успя да се свърже със Земята своевременно. Най-сетне, след мъчително чакане, в около 16:05 ч. сигналът от “Джус” бе получен на Земята и така бе получено потвърждение, че изстрелването е минало успешно!

Целта на “Джус” е да изучава не само планетата, но и нейните луни Ганимед, Калисто и Европа. Особено засилен е фокусът върху Ганимед – уникална луна на Юпитер, единствената луна със собствено магнитно поле и най-голямата луна в Слънчевата система. Според информацията на ЕКА основната задача на “Джус” е да се разбере дали е възможно на ледените луни да съществуват места, които са потенциално обитаеми.

Навлизанието на “Джус” в орбита около Юпитер е насрочено за месец юли 2031 година. От тази околоюпитерианска орбита автоматичната междупланетна станция ще провежда близки облитания на Ганимед, Калисто и Йо. Истинската кулминация на мисията ще настъпи през декември 2034 г., когато “Джус” ще влезе в орбита около Ганимед. Така за пръв път в историята на човечеството космически апарат ще се превърне в изкуствен спътник на луна от Външната слънчева система!

Мисията на ЕКА “Джус” и мисията на НАСА “Европа Клипер” (която ще излети догодина, но ще пристигне в юпитерианската система една година по-рано от “Джус”) са уникални по рода си заради това, че за пръв път двете ще позиционират в околоюпитерианска орбита мощни радари, чрез които ще могат да разберат какво има под ледената повърхност на луните. Счита се, че дълбоко под кората на някои от тях (най-вече на Европа) може да има океани с течна вода, а защо не и живот? Радарът се казва Radar for Icy Moons Exploration (RIME) и е построен от Италианската космическа агенция.

Другите прибори на борда на “Джус” са:

Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator (JANUS) – това е основната камера на мисията, способна да заснема повърхността на Ганимед с резолюция по-добра от 400 m/pixel, а някои подбрани региони ще бъдат снимани с резолюция до 2.4 m/pixel. Камерата е принос на Италианската космическа агенция (ASI).

Moons and Jupiter Imaging Spectrometer (MAJIS) – този спектрометър работи във видимата и инфрачервената област на електромагнитния спектър и ще изучава тропосферните облаци на Юпитер, редките му газове, както и състава на леда и минералите на ледените луни. Спектрометърът е принос на Френската космическа агенция (CNES).

UV Imaging Spectrograph (UVS) – този спектрограф е създаден в САЩ, от НАСА. Както името му показва, той работи в ултравиолетовата област и ще може да изучава екзосферите и полярните сияния на ледените луни. Ще е в състояние да открива гейзери.

Sub-millimeter Wave Instrument (SWI) – конструиран от Немския аерокосмически институт (DLR), този спектрометър притежава 30-сантиметрова антена, работи на честоти 1080–1275 GHz и 530–601 GHz, ще може да изучава стратосферата и тропосферата на Юпитер.

Ganymede Laser Altimeter (GALA) – това отново е немски прибор, лазерен висотомер, който е в състояние да изследва топографията на ледените луни и приливно-отливните деформации на Ганимед.

JUICE-Magnetometer (J-MAG) – този магнитометър е построен от космическата агенция на Великобритания и ще проучва океаните на ледените луни, както и взаимодействието на магнитното поле на Ганимед с това на Юпитер.

Particle Environment Package (PEP) – комплект от шест датчика, построени от Националната космическа агенция на Швеция, отново с цел изучаването на взаимодействието на магнитното поле на Ганимед с това на Юпитер.

Radio and Plasma Wave Investigation (RPWI) – пак шведски прибор, ще изучава плазмената обстановка и радиообстановката около “Джус”. Притежава четири сонди на Лангмюир.

Gravity and Geophysics of Jupiter and Galilean Moons (3GM) – научен експеримент на Италианската космическа агенция, посветен на изучаването на гравитационното поле на Ганимед посредством радиовълни.

Planetary Radio Interferometer and Doppler Experiment (PRIDE) – Интерферометричен и доплеров експеримент на Нидерландия, посветен на изучаването на гравитационното поле на Юпитер и неговите луни.

Макар че гореспоменатите прибори са изключително мощни, учените са скептични, че “Джус” ще е в състояние да открие живот на луните на Юпитер. Когато мисията приключи (вероятно след като автоматичната междупланетна станция се сблъска с Ганимед), отговорът на въпроса “има ли живот на Европа, Калисто или Ганимед?” все още ще стои зададен и вероятно човечеството ще трябва да почака още няколко десетилетия, докато бъде даден отговор. Но въпреки това “Джус” ще положи солидно начало – на първо време ще се потвърди дали действително под повърхността на тези луни има течни океани. След това мисията ще определи дълбочината на океаните и ще започне да разгадава техния основен химичен състав – вероятно ще стане ясно дали тези океани са силно солени или водата в тях е по-скоро сладка.

Напомням също така, че макар и същинската научна програма на “Джус” да започне в началото на 30-те, дългогодишното пътешествие няма да е безсъбитийно. Космическият апарат ще прелети край системата Земя-Луна през август 2024 г., край Венера през август 2025 г. и отново край Земята през септември 2026 и януари 2029 година. Облитането на Земята и Луната през 2024 г. е особено интересно – “Джус” първо ще прелети близко до естествения ни спътник и само ден и половина по-късно ще профучи край нашата планета, за да може да коригира траекторията си, използвайки лунната и земната гравитация. Предложено е през октомври 2029 г. да бъде проведено и изучаване на астероида 223 Rosa.

Видеозапис от изстрелването:

https://cosmos.1.bg/space/2023/04/14/esa-juice-launches-to-jupiter/

[SAlexandrov]

Мисията Джус фотографира Земята от космоса, преди да се отправи към Юпитер

Земята, заснета от борда на автоматичната междупланетна станция “Джус”. Photo credit : ESA/Juice/JCAM

15 април 2023 г. 18:45 ч.

Светослав Александров. Изминаха броени часове от изстрелването на мисията на Европейската космическа агенция “Джус” по посока Юпитер, а тя вече изпрати своите първи снимки от космоса, на които се вижда Земята!

Почти се изкуших да напиша, че това са прощални снимки – но всъщност не е така. “Джус” пътува по дълъг път към Юпитер с множество облитания на други небесни тела, за да използва тяхната гравитация и да се ускори към планетата-гигант. Автоматичната междупланетна станция отново ще доближи Земята през август 2024 г., като тогава тя ще има възможност да се сближи и да изучи подробно и нашата Луна. Други посещения на Земята ще има през септември 2026 г. и януари 2029 година. А през август 2025 г. “Джус” ще облети и Венера!

Фотография на Земята от космоса, получена от “Джус”. Photo credit : ESA/Juice/JCAM

“Джус” разполага с основна научна камера, която ще може да снима детайли фотографии на Юпитер и повърхността на неговите луни. Но освен нея са монтирани и две инженерни камери JMC1 и JMC2, които имат критичната задача през първите часове и дни да снимат борда на автоматичната междупланетна станция и така да потвърдят, че разгръщането на слънчевите батерии, антени и научни инструменти е успешно. Камерите JMC1 и JMC2 ще се използват и за да снимат Луната, Земята и Венера по време на пътешествието към Юпитер.

Източник: ЕКА

https://cosmos.1.bg/space/2023/04/15/juice-photographs-earth/

[SAlexandrov]

Новоизстреляната юпитерианска мисия Джус още не може да разгърне радарната си антена

Антената на радарния прибор RIME в сгънато положение, заснета скоро след изстрелването. Photo credit : ESA

28 април 2023 г. 17:30 ч.

Светослав Александров. Ако се чудите защо разработката на “Старшип” е най-великото начинание на съвремието и защо космическите мисии тип “Оригами” трябва да бъдат пратени в историята завинаги, ето пример – две седмици след изстрелването си юпитерианската мисия “Джус” не може да разгърне радарната си антена.

Проблемът не е фатално сериозен в смисъл, че не касае критично важен компонент на “Джус”, който може да сложи край на цялата мисия. Но радарът RIME е един от най-ценните научни инструемнти на борда, именно с негова помощ се очаква да се получи детайлна информация за състава на океаните на луните на Юпитер.

В интерес на истината инженерите отчитат сериозен напредък по разгръщането на антената. Вероятно има заклинила закопчалка. С всеки ден ръководството на мисията успява все повече и повече да я раздвижи и вероятно съвсем скоро радарът напълно ще бъде освободен.

Все пак това е класически пример защо ние имаме нужда от “Старшип”. Ако успее, проектът на Илон Мъск ще премахне най-важния лимит в космонавтиката – а именно ограниченията за маса и обем, които до този момент са съпътствали всички междупланетни начинания. Практически всяка една мисия на НАСА или ЕКА до другите планети представляват триумф на миниатюризацията – разработчиците се опитват да направят компонентите възможно най-леки и най-компактни, за да могат да се впишат в ограничените капацитети на съвременните ракети.

Но това не е бъдещето на космонавтиката. Проекти като юпитерианската мисия “Джус” и телескопа “Джеймс Уеб”, колкото и да са велики сами по себе си, не трябва да бъдат изпълнявани по този начин. Един космически кораб не трябва да е от типа “Оригами” – да се сгъва максимално компактно, за да може да бъде изстрелян, след което да разчита на сложни и рисковани механизми за разгръщане, когато пристигне. Напротив – бъдещето на космонавтиката лежи в модулните конструкции, в орбиталните строежи и производството на място. Но това може да стане само ако бъдат премахнати ограниченията по обем и маса – най-сериозните спънки към усвояването на Слънчевата система.

Ето това се опитва да направи Илон Мъск. Ето защо имаме нужда от “Старшип”.

За повече информация относно проблема: ЕКА

https://cosmos.1.bg/space/2023/04/28/juice-rime-antenna-stuck/

[SAlexandrov]

Европейската мисия на ЕКА до Юпитер успешно разгърна радарната си антена!

На илюстрацията: Джус” доближава Ганимед. Image credit : ESA

12 май 2023 г. 23:00 ч.

Светослав Александров. Голям триумф за Европейската космическа агенция и юпитерианската мисия “Джус”! Инженерите успешно преодоляха проблема със заклещената антена на радарния прибор RIME и днес, на 12-ти май, я разгърнаха напълно! Така те спасиха новоизстреляната роботизирана експедиция от кошмара, преживян от НАСА с мисия “Галилео”.

Историята все още се помни от планетолозите – ето защо щом “Джус” не успя първоначално да разгърне антената, те веднага изтръпнаха и си спомниха какво се случи след изстрелването на “Галилео” към Юпитер през октомври 1989 година. По-голямата част от работниците, свързани с проекта “Галилео”, настояваха мисията да бъде изстреляна с надеждната ракета “Титан”. Но НАСА беше създала космическите совалки и трябваше да намери оправдание за милиардите долари, вложени в тяхното съществуване. Като резултат от отлаганията на совалките полетът на “Галилео” бе изместен от 1982 за 1984 г., а после и за 1986 година. Тогава пък “Чалънджър” експлодира и се наложи екипът да чака чак до 1989 година. Заради дългото чакане лубрикантът, използван за смазване на подвижните компоненти на “Галилео”, изсъхна.

На 11-ти април 1991 г., след облитане на Венера и после на Земята, ръководството на Галилео подаде команда за разгръщане на антената (идеята бе тя да остане в сгънато положение поне до венерианското облитане, за да не прегрее). Разгъването на антената следваше да се осъществи посредством електродвигател, който трябваше да разпъне 18-те сегмента. Поради пресъхналия лубрикант обаче двигателят не се задвижи. Наземното ръководство опита какво ли не – и нищо не сработи.

Основната антена на “Галилео” никога не се разгъна и мисията пристигна в орбита около Юпитер през декември 1995 г. без тя да е във функционално състояние. Накрая ръководството пак успя да спаси мисията и “Галилео” се превърна в един от най-успешните междупланетни проекти. Но научните данни се предаваха през вторичната антена с мощност от 15 до 20 W, като специалистите на НАСА трябваше за тази цел да препрограмират компютрите, да измислят способи за компресия на данните и да увеличат способностите на наземните станции. Мисията в крайна сметка не бе провалена, макар и на Земята бяха получени само 14 000 снимки на Юпитер и неговите луни, вместо планираните 60 000.

Що се касае до европейската мисия “Джус”, заклещената антена касаеше радарния прибор “RIME”. Това е един от важните прибори, които ще се използват, за да може ЕКА да сондира под повърхността на луните Европа и Ганимед и да изучава океаните им. Ако този прибор не сработеше загубата щеше да е огромна, макар че вероятно мисията пак нямаше да завърши с цялостен провал – “Джус” разполага и с други инструменти.

Инженерите на ЕКА изпробваха какви ли не стратегии – тласък с двигателите, нагряване посредством слънчевите лъчи … но в началото нищо не сработи. Едва днес бе взето решение да се използва едно механично устройство, наречено “неексплозивен актуатор”. Именно това успя да разхлаби заклещената скоба и антената се разгърна.

Всичко това доказва колко много недостатъци притежават космическите кораби тип “оригами” и защо е нужно “Старшип” да успее. Ако проектът на Илон Мъск изпълни потенциала си, вече ще стане възможно космическите апарати да се изстрелват цели, а не в сгънат вид, или под формата на евтини модулни конструкции, които се сглабят. Учените прекалено дълго трепереха не само покрай “Джус”, но и покрай “Джеймс Уеб”, докато се стигне до успешно разгръщане на всички прибори. Корабите “оригами” трябва да останат в историята завинаги.

За повече информация: ЕКА

https://cosmos.1.bg/space/2023/05/12/juice-deploys-rime-antenna/