JUICE: Europa's missie naar de manen van Jupiter

Europa gaat in april 2023 een onbemande ruimtesonde lanceren die de grootste manen van de planeet Jupiter van nabij gaat onderzoeken. Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) werd ontwikkeld door het Europese ruimtevaartagentschap ESA en moet in juli 2031 aankomen bij de gasreus Jupiter. Daarna zal de ruimtesonde onder andere de Jupitermanen Ganymedes en Europa van nabij bestuderen waardoor JUICE ook de eerste ruimtesonde moet worden die zich in een baan om een maan van een andere planeet gaat begeven.

Meer dan 2 000 mensen uit 23 landen

De Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) werd gebouwd bij het Europese lucht- en ruimtevaartbedrijf Airbus Defence and Space in Friedrichshafen en zal bij zijn lancering een gewicht hebben van zes ton. Het ruimtevaartuig is uitgerust met elf wetenschappelijke instrumenten waaronder camera's, spectrografen, een radarinstrument en een magnetometer. Met deze instrumenten willen wetenschappers meer leren over de verborgen oceanen op enkele van de Jupitermanen alsook de samenstelling van deze manen grondig bestuderen. Daarnaast wil men ook de magnetische velden van de maan Ganymedes en Jupiter bestuderen om te zien hoe deze op elkaar inwerken. Dankzij gigantische zonnepanelen, die een gezamenlijke oppervlakte hebben van 85 vierkante meter, zal het ruimtetuig voorzien worden van energie tijdens zijn lange reis naar Jupiter en de studie van de Jupitermanen. Deze grote zonnepanelen wekken samen 800 watt aan energie op ondanks het feit dat het zonlicht bij Jupiter al 25 maal zo zwak is als het zonlicht nabij de aarde. Om te communiceren met de aarde werd JUICE uitgerust met een schotelantenne met een diameter van 2,5 meter. De zes ton zware ruimtesonde moet uiteindelijk op 13 april 2023 gelanceerd worden vanop de Europese lanceerbasis in Frans-Guyana met behulp van een krachtige Europese Ariane 5 raket. Meer dan 2 000 mensen in 23 landen en afkomstig van 18 wetenschappelijke instituten en 83 bedrijven hebben de afgelopen jaren aan het JUICE project gewerkt. Ook de Amerikaanse en Japanse ruimtevaartorganisaties hebben hardware geleverd voor de JUICE-missie. 

Overzicht wetenschappelijke instrumenten

• Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator (JANUS)
• Moons and Jupiter Imaging Spectrometer (MAJIS) 
• UV Imaging Spectrograph (UVS)
• Sub-millimeter Wave Instrument (SWI)
• Ganymede Laser Altimeter (GALA)
• Radar for Icy Moons Exploration (RIME)
• JUICE-Magnetometer (J-MAG)
• Particle Environment Package (PEP)
• Radio and Plasma Wave Investigation (RPWI)
• Gravity and Geophysics of Jupiter and Galilean Moons (3GM)
• Planetary Radio Interferometer and Doppler Experiment (PRIDE)

Foto: ESA

Lange reis naar Jupiter

De reis van JUICE naar Jupiter zal maar liefst acht jaar duren. Tijdens deze reis zal de Europese ruimtesonde verschillende scheervluchten maken langs de aarde en de planeet Venus. In oktober 2029 zal JUICE zal langs de planetoïde 223 Rosa vliegen. Uiteindelijk moet JUICE in juli 2031 aankomen bij de gasreus Jupiter waarna het ruimtevaartuig een eerste scheervlucht moet maken langs de Jupitermaan Ganymedes. Een jaar later, in juli 2032, moet JUICE een eerste maal langs de Jupitermaan Europa vliegen waarna de ruimtesonde de poolgebieden en het magnetisch veld van Jupiter zal onderzoeken. Tijdens de studie van de Jupitermaan Europa willen wetenschappers meer leren over de scheuren in het bevroren oppervlak van deze maan en de vreemde geisers die water de ruimte in slingeren. In december 2034 moet JUICE zich uiteindelijk in een baan om de maan Ganymedes begeven om vervolgens in 2035 op een hoogte van slechts 500 kilometer boven het oppervlak van Ganymedes te vliegen. Dit zal de eerste maal zijn dat een ruimtesonde zich in een vaste baan om een maan van een andere planeet zal bevinden. Tijdens zijn verblijf in een baan om Ganymedes zal JUICE de samenstelling en het magnetisch veld van Jupiter's grootste maan onderzoeken. Ganymedes heeft een diameter van 5 268 kilometer en is de enige planeetmaan met een magnetisch veld. Net als de kleinere Jupitermaan Europa heeft Ganymedes een diepe ondergrondse oceaan, waarin mogelijk primitief leven zou kunnen voorkomen. De vele geplande scheervluchten langs Jupiter en zijn manen zijn niet zonder risico aangezien straling de instrumenten aan boord van de ruimtesonde kan vernietigen en de immense aantrekkingskracht van de gigantische planeet Jupiter de vluchtroute van JUICE kan verstoren. 

Foto: ESA

Belgische bijdrage aan JUICE

MAJIS (Moons And Jupiter Imaging Spectrometer) is een instrument aan boord van JUICE dat een zichtbare en infrarode beeldspectrograaf is, werkend van 400 nm tot 5,70 µm, met een spectrale resolutie van 3-7 nm. Dit instrument kan troposferische wolken en kleine gassoorten op Jupiter waarnemen en de samenstelling van ijs en mineralen op de oppervlakken van de ijzige manen van Jupiter onderzoeken. De ruimtelijke resolutie bedraagt 75 m op Ganymedes en ongeveer 100 km op Jupiter. Dit instrument werd ontwikkeld door het Institut d'Astrophysique Spatiale in Frankrijk in samenwerking met het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie (BIRA) en de Koninklijke Sterrenwacht van België (KSB). Antwerp Space, lid van de OHB Group en onderdeel van OHB's business unit Space Systems, stond in voor de complexe ontwikkeling van het communicatiesubsysteem in opdracht van hoofdaannemer Airbus Defence and Space. Het communicatiesubsysteem ondersteunt tijdens deze achtjarige missie de communicatieverbinding met de aarde. Dit subsysteem zal de bestuurbaarheid en waarneembaarheid van het ruimtevaartuig tijdens de volledige missie mogelijk maken. Al de wetenschappelijke gegevens die tijdens deze missie worden vergaard, moeten via het communicatiesysteem van Antwerp Space worden doorgestuurd naar de aarde. Dit systeem werkt ook in twee richtingen aangezien wetenschappers ook commando's vanop aarde naar JUICE kunnen sturen.