Jupiter Icy Moons Explorer | |
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Imagem ilustrativa da JUICE | |
Descrição | |
Tipo | Ciência planetária |
Operador(es) | Agência Espacial Europeia |
Duração da missão | Fase de cruzeiro: 7,6 anos Fase científica: 3,5 anos 1 ano, 1 mês e 19 dias (em andamento) |
Propriedades | |
Fabricante | Airbus Defence and Space |
Massa de lançamento | 4800 kg[1] |
Massa | 1900 kg[1] |
Potência elétrica | 820 watts[2] a partir de uma célula solar de 100 m2[3] |
Geração de energia | Painel solar fotovoltaico |
Missão | |
Contratante(s) | Arianespace |
Data de lançamento | 14 de abril de 2023, 12:14 UTC |
Veículo de lançamento | Ariane 5[4] |
Local de lançamento | Centro Espacial de Kourou |
Destino | Calisto (satélite) |
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O Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE; em português: Explorador das Luas Geladas de Júpiter) é uma espaçonave interplanetária lançada pela Agência Espacial Europeia (ESA) com a Airbus Defence and Space como principal fabricante. A missão vai explorar três das luas galileanas de Júpiter: Ganimedes, Calisto, e Europa (excluindo o mais vulcanicamente ativo Io, todos os quais com corpos significantes de água líquida abaixo de suas superfícies, o que os torna ambientes potencialmente habitáveis.[5]
O lançamento da espaçonave ocorreu as 12h14 UTC do dia 14 de abril de 2023[6] e deverá chegar em Júpiter em julho de 2031[6] após cinco assistências gravitacionais e 88 meses de viagem. Por volta de dezembro de 2034, a espaçonave vai entrar na órbita de Ganimedes[6] para realizar sua missão científica, sendo a primeira a orbitar um satélite que não a Lua. A seleção dessa missão para a plataforma de lançamento L1 do programa Cosmic Vision da ESA foi anunciada em 2 de maio de 2012.[7] Seu período de operações irá se sobrepor com o da missão Europa Clipper da NASA, que será lançada em 2024.
A missão começou com a reformulação da proposta Jupiter Ganymede Orbiter, que deveria ser o componente da ESA da cancelada Europa Jupiter System Mission (EJSM).[8] Ela se tornou um candidato para a primeira missão classe L (L1) do programa Cosmic Vision da ESA, e sua seleção foi anunciada em 2 de maio de 2012.[7]
Em abril de 2012, a JUICE foi recomendada sobre o proposto telescópio de raios-X ATHENA e o observatório de ondas gravitacionais (Evolved Laser Interferometer Space Antenna (NGO)).[9][10] Em julho de 2015, a Airbus Defence and Space foi selecionada como fabricante principal para projetar e construir a sonda, para ser montada em Toulouse, França.[11]
O Jupiter Icy Moons Explorer ocorreu no dia 14 de abril de 2023 em um foguete Ariane 5.[6] Após o lançamento, é planejado um primeiro sobrevoo pela Terra em agosto de 2024, Vênus em agosto de 2025, segundo sobrevoo pela Terra em setembro de 2026 e um terceiro sobrevoo final pela Terra em setembro de 2027, para pôr o JUICE em trajetória para Júpiter.[6]
Em julho de 2031, quando a espaçonave chegar no sistema joviano, ela irá realizar primeiramente um sobrevoo de Ganimedes em preparação para a inserção orbital aproximadamente 7,5 horas depois. A primeira órbita será alongada, com a primeira aproximação de Júpiter ocorrendo em maio de 2030. Depois disso, as órbitas serão gradualmente mais próximas de Júpiter, resultando em uma órbita circular.
O primeiro sobrevoo de Europa vai ter lugar em outubro de 2030. O JUICE entrará em uma órbita de alta inclinação para permitir a exploração das regiões polares de Júpiter. Ele estudará a magnetosfera de Júpiter. Então, um sobrevoo de Calisto em abril de 2031 colocará o JUICE em uma órbita equatorial normal. Além disso, um trânsito de Europa e Io ocorrerá em 27 de janeiro de 2032.
Em setembro de 2032, o JUICE entrará em uma órbita elíptica ao redor de Ganimedes, tornando-se a primeira espaçonave a orbitar um satélite que não é a lua da Terra. A primeira órbita estará a uma distância de 5000 km. Em fevereiro de 2033, o JUICE entrará em uma órbita circular 500 km acima da superfície de Ganimedes. Ele estudará a composição de Ganimedes, sua magnetosfera, entre outras coisas.
Quando a espaçonave consumir seu propelente, ela está planejada para cair em Ganimedes em fevereiro de 2034.[12]
O orbitador Jupiter Icy Moons Explorer irá realizar investigações detalhadas em Ganimedes e avaliar o seu potencial para suportar vida. Investigações de Europa e Calisto irão completar uma imagem comparativa dessas luas galileanas.[13] As três luas pensadas de abrigar oceanos de água líquida internos e, portanto, são fundamentais para a compreensão da habitabilidade dos mundos gelados.
Os principais objetivos científicos para Ganimedes, e em menor medida para Calisto, são:[13]
Para Europa, o foco está na química essencial para a vida, incluindo as moléculas orgânicas, e na compreensão da formação das características da superfície e da composição do material que não é água. Além disso, o JUICE fornecerá a primeira sondagem subterrânea desse satélite, incluindo a primeira determinação da espessura mínima da crosta gelada sobre as regiões ativas mais recentemente. Observações mais distantes também serão realizadas para vários satélites irregulares menores e a lua vulcanicamente ativa Io.
Em 21 de fevereiro de 2013, após uma competição, foram selecionados pela ESA onze instrumentos científicos, que estão sendo desenvolvidos por equipes científicas e de engenharia de toda a Europa, com participação dos Estados Unidos.[15][16][17][18] O Japão também vai contribuir com vários componentes dos instrumentos SWI, RPWI, GALA, PEP, JANUS e J-MAG e facilitar a testagem.[19][20][21]
Um sistema de câmeras para fazer imagens de Ganimedes e partes interessantes da superfície de Calisto a uma resolução melhor que 400 m/pixel (resolução limitada pelo volume de dados da missão). Alvos selecionados serão investigados em alta resolução com resolução especial de 25 m/pixel até 2,4 m/pixel com 1,3° de campo de visão. O sistema de câmeras tem 13 filtros pancromáticos, de banda larga e estreita na faixa de 0,36 µm a 1,1 µm, e fornece recursos de imagem estéreo. JANUS também permitirá relacionar medições espectrais de laser e radar à geomorfologia e, assim, fornecerá o contexto geológico geral.
Espectroscopia de imagem visível e infravermelha operando de 500 nm a 5,50 µm, com resolução espectral de 3–7 nm, que vai observar características de nuvem troposférica e espécies de gases menores em Júpiter e investigará a composição de gelos e minerais nas superfícies das luas geladas. A resolução espacial será de 75 m em Ganimedes e 100 km em Júpiter.
Espectroscopia de imagem operando na faixa de 55–210 nm de comprimento de onda com resolução espectral de <0,6 nm que vai caracterizar as exosferas e auroras das luas geladas. Resolução de 500 m observando Ganimedes e 250 km observando Júpiter.
Um espectrômetro usando uma antena de 30 cm operando em 1080–1275 GHz e 530–601 GHz com poder de resolução espectral de aproximadamente 107 que estudará a estratosfera e troposfera de Júpiter, e as exosferas e superfícies das luas geladas.
Um LIDAR com tamanho de ponto de 20 m e resolução vertical de 10 cm a 200 km destinado ao estudo da topografia de luas geladas e deformações de maré de Ganimedes.
Radioglaciologia operando na frequência de 9 MHz (largura de banda de 1 a 3 MHz) emitida por uma antena de 16 m; será usado para estudar a estrutura da subsuperfície das luas de Júpiter em uma profundidade de 9 km com resolução vertical de 30 m no gelo.
Estudará os oceanos subsuperficiais das luas geladas e a interação do campo magnético de Júpiter com o de Ganimedes usando um magnetômetro sensível.
Um conjunto de seis sensores para estudar a magnetosfera de Júpiter e suas interações com as luas do planeta. PEP medirá íons positivos e negativos, elétrons, gás neutro exosférico, plasma térmico e átomos energeticamente neutros presentes em todos os domínios do sistema de Júpiter de 1 meV a 1 MeV de energia.
Caracterizará o ambiente do plasma e emissões de radio em torno da espaçonave, sendo composto de quatro experimentos: GANDALF, MIME, FRODO e JENRAGE. RPWI usará quatro sondas de Langmuir, cada uma sensível até 1,6 MHz para caracterizar plasma e receptores na faixa de frequência de 80 kHz a 45 MHz para medir emissões de rádio.
3GM é um pacote científico de rádio que compreende um transponder Ka e um oscilador harmônico ultraestável.[22] Será usado para estudar o campo gravitacional - até o grau 10 - em Ganimedes e a extensão dos oceanos internos nas luas geladas, e para investigar a estrutura das atmosferas neutras e ionosferas de Júpiter (0,1 - 800 mbar) e suas luas.
O experimento irá gerar sinais específicos transmitidos pela antena da JUICE e recebidos por Interferometria de Longa Linha de Base para realizar medições precisas dos campos gravitacionais de Júpiter e suas luas geladas.