ماموریت حماسی به قمر‌های یخی مشتری توسط کاوشگر سازمان فضایی اروپا به زودی آغاز می‌شود
آژانس فضایی اروپا ESA در حال انجام یک ماموریت حماسی به قمر‌های یخی مشتری است.
مأموریت فضایی JUICE (Jupiter ICy Moons Explorer) – که قرار بود از Kourou، گویان فرانسه، در روز پنجشنبه 13آوریل 2023 شروع شود و موشک حاوی کاوشگر شلیک شود، اما به دلیل شرایط بد جوی 24 ساعت به تاخیر افتاده است.
در پیشبرد این ماموریت آژانس فضایی اروپا (ESA) به سیاره‌ای در فاصله بیش از 600 میلیون کیلومتری، 13 کشور اروپایی و همچنین ایالات متحده، ژاپن و اسرائیل مشارکت داشته‌اند.
11 سال پس از تصویب پروژه، JUICE را روی سکوی پرتاب قرار گرفت. البته همه‌گیری کووید روند را کند کرد، اما این تاخیر تنها 9 ماهه بود.
تیم فرانسه، به توسعه شش ابزار از ده ابزار علمی پیشرفته JUICE کمک کرد. انتظار می‌رود این کاوشگر در سال 2031 وارد سامانه جویان Jovian شود.
مشتری هم بزرگترین سیاره منظومه شمسی است و هم سیاره‌ای که بیشترین قمر را در بین سیارات دارد. تا به امروز، تخمین ما از تعداد قمرها بین 82 تا 95 است که بیشتر آن‌ها در دو دهه گذشته کشف شده‌اند.
JUICE اولین ماموریتی است که بیش از 1 میلیارد یورو بودجه به عنوان بخشی از برنامه چشم انداز کیهانی ESA دریافت می‌کند. این ماموریت در پی پاسخگویی به چهار سوال اصلی است:
1- سیارات چگونه شکل می‌گیرند و حیات چگونه پدید می‌آیند؟
2- منظومه شمسی چگونه کار می‌کند؟
3- قوانین اساسی فیزیک در کیهان چیست؟
4- جهان کنونی چگونه به وجود آمده و از چه چیزی ساخته شده است؟
البته تلسکوپ فضایی هابل و کاوشگر‌های فضایی ناسا وویجر، گالیله، جونو قبلاً برخی از سرنخ‌ها را با مشاهده مستقیم یا استنتاج به دست آورده‌اند.
جالب است بدانید که قمر‌های یخی مشتری حاوی آب بیشتری نسبت به زمین هستند
گالیله ناسا اولین کسی بود که در سال 1995 آب را بر روی قمرها کشف کرد. داده‌های به دست آمده توسط کاوشگر فضایی، اقیانوس‌های مایع غول پیکر را نه تنها در زیر پوسته سه قمر یخی آن، کالیستو، اروپا و‌گانیمد، بلکه در قمر آتشفشانی آن، آیو، نشان داد.
در سال 2014، تلسکوپ فضایی هابل آبفشان‌هایی را در اروپا کشف کرد. بنابراین به احتمال زیاد اروپا می‌تواند چهار معیار از معیارهای برای سکونت‌پذیری را داشته باشد و از چهارگانه معروف کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن (CHON)، نماد‌های عناصر شیمیایی اصلی تشکیل‌دهنده موجودات زنده برخوردار باشد.
اروپا دارای این ویژگی‌ها است:
-آب مایع که به عنوان یک حلال عمل می‌کند.
-انرژی برای توسعه زندگی.
-یک محیط پایدار (مدار، چرخش، دمای متوسط…)
-قمر‌های گالیله بیشتر از انرژی گرانشی مشتری لذت می‌برند و اثرات جزر و مدی قابل توجهی ایجاد می‌کند و اجازه می‌دهد تا دو شرط آخر بالا برآورده شوند.
اما چرا گانیمد Ganymed هدف اصلی است؟
گانیمد قرار است توسط JUICE بسیار عمیق‌تر از کالیستو و اروپا مورد مطالعه قرار گیرد. هم به دلیل مساحت بزرگ آن و هم میدان مغناطیسی خاص آن.
مانند مگنتوسفر زمین،گانیمد پتانسیل محافظت از حیات را با منحرف کردن جریان پرتوهای کیهانی و ذرات تابشی از کمربند‌های تابشی مشتری دارد.
JUICE، کاوشگری برای شرایط بسیار دشوار
برنامه سفر JUICE به مشتری یک خط مستقیم را دنبال نخواهد کرد. در عوض، فضاپیما در کنار چهار سیاره و قمر مختلف پرواز می‌کند که مسیر آن را تغییر داده و سرعت می‌بخشد و به آن امکان می‌دهد در مصرف سوخت نیز صرفه‌جویی کند – ترفندی که به عنوان مانور کمک گرانشی نیز شناخته می‌شود.
در طول مسیر، JUICE باید با بالاترین سطح پرتوهای منظومه شمسی مبارزه کند. یعنی ماژول‌های الکترونیکی آن باید در حفره‌های محافظ سربی قرار گیرند و اجزای آن باید استحکام کافی در برابر محیط خشن را داشته باشند.
JUICE همچنین باید با دما‌های شدیدی که از +250 درجه سانتیگراد در حال پرواز از زهره تا -230 درجه سانتیگراد در مناطق بیرونی منظومه شمسی متغیر است، مقابله کند. برای حفظ دمای داخلی پایدار، فضاپیما با یک عایق حرارتی چندلایه ساخته شده از آلیاژ آلومینیوم سیلیکون خاکستری پوشانده شده و به همین خاطر به کاوشگر لقب “زیبایی نقره‌ای” داده‌اند.
مشکل انرژی
در اطراف مشتری، که پنج برابر دورتر از خورشید از زمین است، این ماهواره 25 برابر کمتر از زمین انرژی خورشیدی دریافت خواهد کرد. این فضاپیما باتری رادیواکتیو حمل نمی‌کند زیرا اروپا برخلاف ایالات متحده، روسیه و چین هنوز قادر به تولید صنعتی آن‌ها نیست.
برای فعال کردن تجهیزات و ابزار برای کارکرد با 1000 وات (قدرت یک سشوار کوچک)، این کاوشگر به پنل‌های خورشیدی عظیم – مساحت سطح آن‌ها در مجموع 85 متر مربع، متکی است که از نظر مقاومت در برابر تشعشعات و تغییرات دما آزمایش شده‌اند
کاوشگر JUICE که توسط 80 شرکت اروپایی تحت مدیریت EADS Toulouse ساخته شده ، دارای طول بال 28 متر (طول یک زمین بسکتبال)، یک آنتن ارتباطی 2.5 متری (به دلیل فاصله مشتری از زمین) است.
وزن آن در هنگام بلند شدن نزدیک به 6 تن است (که بیشتر آن پیشرانه‌ای است که در مانور کاوشگر مصرف می‌شود) و ده وسیله (در مجموع کمتر از 280 کیلوگرم) را حمل می‌کند.
ده ابزار علمی در کاوشگر
از میان ابزار‌ها، فرانسه – با کمک ایتالیا – ابزار طیف‌سنجی قمرها و مشتری (MAJIS) را مهندسی کرد. این ابزاری است که به فضاپیما اجازه می‌دهد تا ترکیبات فیزیکی و شیمیایی سطوح قمرها را هنگام پرواز بر روی آن‌ها تعیین کند و قابلیت سکونت را تشخیص دهد.
MAJIS همچنین صفحات یخ و آب مایع آن‌ها را مطالعه خواهد کرد. این ابزار ما را قادر می‌سازد تا مکان‌های فرود را برای اکتشافات در آینده شناسایی کنیم و ساختار و پویایی جو مشتری را ارزیابی کنیم.
میزان تفکیک مکانی MAJIS بسته به ارتفاع کاوشگر در آن زمان بین 100 متر و چندین کیلومتر متغیر است.
در نظر داشته باشید که کاوشگر جونو همچنان به دور مشتری می‌چرخد و از سال 2016 بر فراز قطب‌های آن پرواز می‌کند.
ماموریت جونو برای پرواز از کنار قمر‌های گانیمد در ژوئن 2021 و اروپا در اوایل سال 2023 تمدید شده . این مشاهدات و تجزیه و تحلیل داده‌های بعدی به دانشمندان JUICE اجازه می‌دهد تا رصد‌هایی را که انجام می‌دهند – 12 سال پس از جونو 30 سال پس از گالیله ادام دهند.
