Ruszamy na podbój Jowisza. Będziemy badać pozaziemskie oceany i szukać życia

Misja Juice to skrót od JUpiter ICy moons Explorer, czyli eksplorator lodowych księżyców Jowisza, to duża misja Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Jej celem jest zbadanie olbrzymiej gazowej planety i trzech z jej największych księżyców: Ganimedesa, Kallisto i Europy. Te księżyce są niezwykłe, ponieważ mogą kryć pod swoją lodową powierzchnią ogromne oceany ciekłej wody. Juice ma zbadać te oceany i sprawdzić, czy mogą być siedliskiem życia.

Juice zostanie wystrzelony w kosmos 14 kwietnia 2023 roku z kosmodromu w Gujanie Francuskiej na pokładzie rakiety Ariane 5. Start dnia 13 kwietnia został przesunięty ze względu na pogodę. Po niemal ośmiu latach podróży sonda dotrze do systemu Jowisza i rozpocznie swoją trzyletnią misję naukową. W tym czasie wykona 35 przelotów w pobliżu księżyców Jowisza, a także zbliży się do samej planety i jej pierścieni. Juice będzie wyposażony w 10 instrumentów, w tym kamery, spektrometry, radar, magnetometr i czujniki plazmy. Dzięki nim będzie mógł badać strukturę i skład lodowych księżyców, ich pola magnetyczne i oddziaływanie z Jowiszem, a także atmosferę i pogodę planety.

Jednym z najważniejszych instrumentów na pokładzie Juice jest radar RIME, który ma za zadanie penetrować powierzchnię lodowych księżyców i tworzyć obrazy ich wnętrza. Radar ma 16 metrów długości i został przetestowany na Ziemi przy pomocy helikoptera. Radar ma być w stanie wykryć warstwę wody pod lodem na głębokości do 9 kilometrów na Europie i do 30 kilometrów na Ganimedesie i Kallisto.

Juice to największa i najbardziej złożona misja ESA do Jowisza. Jej budżet wynosi około 1,5 miliarda euro, a masa startowa satelity to ponad 6 ton. Juice będzie musiał poradzić sobie z trudnymi warunkami panującymi w systemie Jowisza, takimi jak silne pole magnetyczne, promieniowanie i ekstremalne temperatury. Dlatego też statek został zaprojektowany tak, aby był odporny na te czynniki. Na przykład jego panele słoneczne mają powierzchnię niemal 90 metrów kwadratowych, aby zapewnić wystarczającą moc w tak dużej odległości od Słońca. Tak dużych paneli słonecznych jeszcze w kosmos nie wysyłaliśmy.

Przeczytaj także:
- Polacy pomagają szukać życia w Kosmosie. Do Jowisza poleci sonda, którą budowali nasi naukowcy
- Na tych 5 misji kosmicznych ludzkość czeka z zapartym tchem
- Starship leci na Marsa. To wideo zapiera dech w piersiach

Juice to nie tylko misja ESA, ale także współpraca międzynarodowa. W projekcie uczestniczą agencje kosmiczne z USA (NASA), Japonii (JAXA) i Kanady (CSA), a także wiele instytucji naukowych i przemysłowych z całej Europy. Juice ma być nie tylko źródłem nowej wiedzy o systemie Jowisza, ale także inspiracją dla kolejnych pokoleń badaczy kosmosu.

Ganimedes jest jednym z najważniejszych obiektów, które zostaną zbadane przez misję Juice.

Ganimedes jest także jedynym księżycem w Układzie Słonecznym, który posiada własne pole magnetyczne, które jest pięć razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi. Pole magnetyczne Ganimedesa jest wciąż zagadką dla naukowców i jego dokładne badanie będzie jednym z kluczowych celów misji Juice.

Ganimedes jest także największym księżycem w Układzie Słonecznym - jego średnica wynosi około 5 268 km, co stanowi około 41 proc. średnicy Ziemi. Jest on większy nawet od planety Merkury.

Ganimedes składa się z mniej więcej równych ilości skały krzemianowej i wody. Jest to ciało w pełni zróżnicowane, z bogatym w żelazo, ciekłym jądrem i wewnętrznym oceanem, który może zawierać więcej wody niż wszystkie oceany na powierzchni Ziemi razem wzięte.

Jego powierzchnia składa się z dwóch głównych typów terenu. Ciemne regiony, nasycone kraterami uderzeniowymi i datowane na cztery miliardy lat, pokrywają około jednej trzeciej jego powierzchni. Jaśniejsze regiony, przecięte przez rozległe rowy i grzbiety i tylko nieco młodsze, pokrywają pozostałą część. Przyczyna zakłóconej geologii jaśniejszego terenu nie jest w pełni znana, ale prawdopodobnie była wynikiem aktywności tektonicznej spowodowanej ogrzewaniem pływowym.

Ganimedes obiega Jowisza w około siedem dni. Według większości obliczeń Jowisz ma od 80 do 95 księżyców, ale żadna z tych liczb nie oddaje złożoności jowiszowego systemu księżyców, pierścieni i asteroid. Gigantyczna planeta ma na swojej orbicie tysiące małych obiektów. 

Cztery największe księżyce Jowisza były pierwszymi księżycami odkrytymi poza Ziemią. Nazywa się je satelitami Galileusza na cześć włoskiego astronoma Galileo Galilei, który po raz pierwszy zaobserwował je w 1610 r. 

Kallisto to drugi co do wielkości księżyc Jowisza i trzeci co do wielkości księżyc w naszym układzie słonecznym. Jest to obiekt o najbardziej pokrytej kraterami powierzchni. Zdjęcia Kallisto wykonane przez przelatujące sondy kosmiczne pokazują jasne białe plamy wyróżniające się na tle ciemniejszych regionów. Naukowcy uważają, że jasne obszary są głównie lodem, a ciemniejsze plamy to miejsca, gdzie lód uległ erozji.

Kiedyś uważano Kallisto za martwe, nieaktywne ciało skaliste, ale dane zebrane przez sondę Galileo w latach 90. XX wieku wskazują, że Kallisto może mieć podpowierzchniowy słony ocean. Jeśli ocean istnieje, jest możliwe, że tworzy on potencjalne siedlisko dla życia.

Kallisto ma promień 2631 km i jest prawie tak duży jak Merkury. Obiega Jowisza w ciągu 16,5 dnia. Powierzchnia Kallisto składa się z dwóch głównych typów terenu: ciemnych regionów o wysokim zagęszczeniu kraterów i jaśniejszych regionów o niższym zagęszczeniu kraterów i bardziej zróżnicowanej morfologii. Ciemne regiony są starsze i datuje się je na około 4 miliardy lat. Jaśniejsze regiony są młodsze i mogły powstać w wyniku aktywności tektonicznej lub kriowulkanicznej.

Kallisto ma bardzo cienką atmosferę składającą się głównie z dwutlenku węgla i niewielkich ilości tlenu i ozonu. Atmosfera ta jest prawdopodobnie utrzymywana przez sublimację lodu z powierzchni i promieniowanie jonizujące z Jowisza.

Kallisto jest jedynym dużym księżycem Jowisza, który nie znajduje się w rezonansie orbitalnym z innymi księżycami galileuszowymi. Oznacza to, że nie doświadcza ono znaczącego ogrzewania pływowego od Jowisza i jego wnętrze jest mniej zróżnicowane niż inne księżyce galileuszowe. Jednakże badania sondy Galileo wykazały, że Kallisto ma własne pole magnetyczne indukowane przez pole magnetyczne Jowisza. Pole to sugeruje istnienie warstwy przewodzącej prąd elektryczny pod powierzchnią Kallisto, która może być ciekłym oceanem solanki.

Europa to jeden z czterech dużych księżyców galileuszowych Jowisza i szósty co do wielkości księżyc w naszym układzie słonecznym. Jest to obiekt o lodowej powierzchni i podpowierzchniowym oceanie ciekłej wody. Europa została odkryta w 1610 roku przez Galileusza i nazwana na cześć Europy, fenickiej kochanki Zeusa.

Europa ma promień 1561 km i jest nieco mniejsza niż Księżyc. Obiega Jowisza w ciągu 3,5 dnia.

Europa składa się głównie ze skał krzemianowych i lodu wodnego. Ma cienką skorupę lodową o grubości kilku do kilkudziesięciu kilometrów, pod którą znajduje się ocean ciekłej wody o głębokości około 100 km. Ocean ten może zawierać więcej wody niż wszystkie oceany na Ziemi razem wzięte. Pod oceanem znajduje się skaliste jądro Europy, bogate w żelazo i siarkę.

Powierzchnia Europy jest pokryta lodem o różnej teksturze i barwie. Wyróżniają się dwa główne typy terenu: jaśniejsze regiony o gładkiej powierzchni i ciemniejsze regiony o chropowatej powierzchni. Jaśniejsze regiony są młodsze i pokryte licznymi liniami i pasmami, które mogą być wynikiem pęknięć skorupy lodowej spowodowanych naprężeniami pływowymi lub ruchami tektonicznymi. Ciemniejsze regiony są starsze i mają więcej kraterów uderzeniowych oraz nieregularne formy terenu nazywane chaosem lub lenticulami, które mogą być wynikiem lokalnego topnienia lub upadku skorupy lodowej.

Europa ma bardzo cienką atmosferę składającą się głównie z tlenu i niewielkich ilości wodoru. Tlen jest prawdopodobnie produkowany przez rozpad cząsteczek wody pod wpływem promieniowania jonizującego z Jowisza lub przez fotosyntezę mikroorganizmów żyjących pod powierzchnią lodu. Wodór jest prawdopodobnie pochodzenia wulkanicznego, lub pochodzi z reakcji skał z oceanem.

Europa jest uważana za jedno z najbardziej obiecujących miejsc do poszukiwania życia poza Ziemią. Jej ocean może zapewniać odpowiednie warunki dla życia mikrobiologicznego lub nawet bardziej zaawansowanego, jeśli istnieje źródło energii chemicznej lub geotermalnej na dnie oceanu.