К Юпитеру запущена миссия JUICE. Она будет исследовать его спутники, на которых, возможно, есть внезеная жизнь. Видео пуска и обзор миссии

К Юпитеру запущена европейская миссия Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE; русс. «Исследователь ледяных лун Юпитера»), которая будет изучать его спутники: Ганимед, Каллисто и Европу. Аппарат JUICE проведёт множество исследований, но его главная задача — подтвердить наличие подповерхностных водных океанов на этих спутниках и изучить их свойства.

Содержание:

• (Пред)последний запуск Ariane 5
• Цели JUICE
• Долгий путь к Юпитеру
• Сам JUICE

JUICE у Юпитера. Иллюстрация. Credit: ESA.

(Пред)последний запуск Ariane 5

Запуск РН Ariane 5 с космическим аппаратом JUICE. Отрывок с трансляции. Credit: ESA/Arianespace/VideoFromSpace.

Пуск РН Ariane 5 с JUICE был произведён 14 апреля в 15:14 по московскому времени с космодрома Куру во Французской Гвиане. Первоначально планировалось осуществить запуск 13 апреля, но его перенесли на один день из-за грозы и риска ударов молний. Это был уже 116 пуск этой ракеты (111 успешный).

Ранее планировалось, этот пуск станет последним для ракеты Ariane 5. Это европейская одноразовая РН тяжёлого класса из семейства Ariane, которая эксплуатировалась с 1996 года. Ariane 5 была разработана и изготавливалась компанией European Aeronautic Defence and Space (после ряда слияний и поглощений ставшая Airbus Group), эксплуатировалась компанией Arianespace. Это двухступенчатая РН с двумя боковыми твердотопливными ускорителями, способная выводить в модификации ES до 21 тонны на низкую околоземную орбиту. Ariane 5 будет заменена РН Ariane 6, первый запуск которой планировался на середину этого года. Новый носитель также будет иметь твердотопливные ускорители и будет представлен в двух вариантах: лёгком и тяжёлом. Однако выяснилось, что Airbus Group успеет подготовить первый полёт Ariane 6 лишь к концу этого года, поэтому Arianespace пришлось срочно заказывать ещё одну Ariane 5. С её помощью в этом июне запустят военные спутники Франции и Германии. Нужно отметить, что данная новость появилась неделю назад, поэтому во многих источниках именно пуск JUICE называют последним для Ariane 5.

Цели JUICE

JUICE проведёт комплексное изучение Юпитера и его спутников, но больше всего он будет исследовать Ганимед (множество пролётов и выход на орбиту), Каллисто (12 пролётов) и Европу (2 пролёта). Наблюдения с Земли и космических аппаратов показывают, что у Европы и Ганимеда могут существовать подлёдные океаны жидкой воды, поэтому эти небесные тела чрезвычайно интересны с точки зрения поиска внеземной жизни. Конечно, наибольший интерес представляет Европа, но она уже стала целью миссии NASA Europa Clipper, запуск которой запланирован в конце следующего года. Поэтому JUICE сосредоточится на Ганимеде.

Основные цели JUICE для изучения. Левый верхний снимок — Юпитер, далее по часовой стрелке: Европа, Ганимед и Каллисто. Снимки получены различными космическими аппаратами NASA и ESA.

Нужно отметить, что JUICE навряд ли сможет прямо определить наличие жизни на Европе и Ганимеде, но позволит узнать намного больше о них и собрать косвенные факты, говорящие о возможности существования жизни на этих небесных телах.

Долгий путь к Юпитеру

JUICE будет двигаться по достаточно сложной траектории, поэтому достигнет Юпитера лишь летом 2031 года. Во время перелёта аппарат должен будет совершить несколько гравитационных манёвров: пролёт у Земли в августе 2024, Венеры в августе 2025, и ещё два пролёта Земли в сентябре 2026 и январе 2029 года. JUICE дважды пройдет через Пояс астероидов, во время которого, возможно, зонд сблизится с астероидом (223) Роза. Возможность сблизится с этим небесным телом сейчас оценивают специалисты.

Выбор такой сложной траектории связан с тем, что для работы у Юпитера JUICE потребуется много топлива. Да, в таком варианте аппарат достигнет газового гиганта лишь в 2031 году, зато с минимальными затратами топлива.

Созданная энтузиастами анимация траектории полёта JUICE к Юпитеру. Credit: HORIZONS System, Phoenix7777/JPL/NASA/ESA.

JUICE, достигнув Юпитера, совершит 35 сближений с его естественными спутниками — Европой, Ганимедом и Каллисто. После этого зонд выйдет на орбиту Ганимеда (кстати, крупнейшего спутника Солнечной системы), где будет находиться с конца 2034 до сентября 2035. После израсходования всего топлива JUICE будет сведён с орбиты и, возможно, столкнётся с Ганимедом. Такой конец миссии пока не утверждён, так как многие специалисты боятся загрязнения гипотетического подлёдного океана.

Сам JUICE

Миссия JUICE осуществляется Европейским космическим агентством (ESA), её суммарная стоимость составляет 1,5 млрд евро, а она сама относится к флагманским миссиям класса L, т. е. особо важным и рассчитанным на многолетнюю работу. Над аппаратом и его запуском работали специалисты из 23 стран, 18 научных институтов и 83 частных компаний

Схема JUICE. Credit: ESA/Saggittarius A.

Развёртывание JUICE после запуска. Credit: ESA.

Масса JUICE на старте составила почти 6000 кг, из которых более 3550 кг приходится на топливо. Это самая тяжёлая автоматическая межпланетная станция из когда-либо созданных ESA. Размеры аппарата не отстают от массы — 4,09 x 2,86 x 4,35 метров, и это без учёта телескопической штанги и солнечных батарей! Да, JUICE будет получать энергию от солнечных батарей, как и, например, аппарат NASA Juno. Юпитер — самая далёкая планета от Солнца, у которой ещё можно пользоваться солнечными батареями. Но в развернутом состоянии их площадь составит 85 м², сопоставимые размеры имеют и солнечные панели Juno. Столь внушительные размеры объясняются тем, что в окрестностях Юпитера они будут получать в 27 раз меньше энергии, нежели у Земли.

Полностью собранный JUICE перед установкой на РН. Credit: ESA-CNES-Arianespace/Optique video du CSG/S. Martin.

JUICE будет передавать на Землю до нескольких Гбит данных в день — выдающееся значение для аппаратов, работающих так далеко от Земли! Для этого на JUICE установлена антенна с высоким коэффициентом усиления, работающая в X и Ka-диапазонах. Её разработали в Лаборатории реактивного движения NASA (США). Для связи с JUICE используется Европейская сеть космического слежения ESTRACK, антенны которой расположены в Испании, Аргентине и Австралии.

Для хранения программного обеспечения и полученных данных на борту аппарата установлены флеш-накопители на 500 Гбит. Они, как и любые микроэлектронные компоненты, являются радиационно-стойкими. На самом деле на любом космическом аппарате установлена радиационно-стойкая микроэлектроника, но для работы у Юпитера инженерам пришлось дополнительно защищать компоненты пластинами из алюминиевого сплава. Их суммарная масса составляет более 150 кг! Дело в том, что Юпитер генерирует мощнейшее магнитное поле, создающее авроральные течения из заряженных частиц — радиационный пояс. Столкновение этих частиц с аппаратом приводит к появлению других заряженных частиц и излучения, способных повредить незащищённые микроэлектронные компоненты. Они же ускоряют деградацию солнечных батарей, но этот процесс медленный — топливо кончится раньше. Кстати, у Земли тоже есть радиационный пояс, но он намного слабее юпитерианского.

JUICE имеет впечатляющий арсенал из 10 научных инструментов, в создании которых приняли участие учёные из европейских стран, США и Японии. Рассмотрим их подробнее.

• Система камер JANUS (Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator) сможет получать снимки небесных тел с максимальным разрешением до 2,4 м/пиксель (в идеальных условиях). Система камер имеет 13 панхроматических широкополосных и узкополосных фильтров в диапазоне от 0,36 мкм до 1,1 мкм и обеспечивает возможность получения стереоизображения. Система создана итальянскими и японскими специалистами.
• Спектрометр MAJIS (Moons and Jupiter Imaging Spectrometer) будет работать в видимом и инфракрасном диапазонах спектра (от 400 нм до 5,70 мкм), спектральное разрешение — 3–7 нм. Прибор создан во Франции.
• УФ-спектрограф UVS (Ultraviolet Spectrometer) будет работать в диапазоне длин волн от 55 до 210 нм со спектральным разрешением <0,6 нм. Создан в США.
• Радиоспектрометр субмиллиметрового диапазона SWI (Sub-millimeter Wave Instrument) будет работать в диапазонах 1080–1275 ГГц и 530–601 ГГц. Создан немецкими и японскими специалистами.
• Лазерный высотомер Ганимеда GALA (Ganymede Laser Altimeter) предназначен для изучения рельефа Ганимеда. Создан немецкими и японскими специалистами.
• Датчики частиц PEP (Particle Environment Package) — набор из шести датчиков, которые будут улавливать и заряженные, и нейтральные частицы. Созданы шведскими и американскими специалистами.
• Система изучения радио- и плазменных волн RPWI (Radio and Plasma Wave Investigation) будет использовать четыре зонда Ленгмюра с чувствительностью до 1,6 МГц, каждый из которых будет установлен на конце своей специальной штанги, а также антенны для изучения радиоизлучения в диапазоне частот от 80 кГц до 45 МГц. Система создана шведскими, английскими, чешскими, польскими и японскими специалистами.
• Система изучения гравитации и геофизики Юпитера и его галилеевых спутников 3GM (Gravity and Geophysics of Jupiter and Galilean Moons) представляет собой радиотехнический комплекс, состоящий из Ka-транспондера и сверхстабильного генератора. Будет исследовать гравитационное поле небесных тел, их строение и атмосферы. Система разработана в Италии.
• Подлёдный радар RIME (Radar for Icy Moons Exploration) будет использоваться для изучения подповерхностной структуры спутников Юпитера на глубине до 9 км с вертикальным разрешением до 30 м. Создан в Италии.
• Магнетометр J-MAG (JUICE-Magnetometer) будет изучать подповерхностные океаны ледяных лун и взаимодействие магнитного поля Юпитера с магнитным полем спутников. Разработан английскими, австрийскими, немецкими и японскими специалистами.

Последние два прибора крайне чувствительны к электромагнитным помехам, поэтому отдалены от корпуса аппарата с помощью 10-метровой телескопической штанги.

По традиции на такие аппараты устанавливают небольшие памятные элементы, и JUICE исключением не стал. На его корпусе установлена мемориальная табличка с изображением нескольких страниц из трактата Sidereus Nuncius. В нём Галилео Галилей сообщил об обнаружении четырёх крупнейших спутников Юпитера, которые теперь называются галилеевыми.

Будем надеяться, что полёт пройдёт гладко и JUICE сделает немало научных открытий!

Первоисточник статьи

Author: Колпаксиди Александр Павлович.

Источник: kosmos-x.net.ru