De ruimtevaartorganisaties van de wereld hebben een aantal echt ambitieuze plannen voor de komende tien jaar in gedachten. Naast missies die zoeken naar bewijs voor het verleden (en misschien het huidige) leven op Mars, ruimtetelescopen van de volgende generatie en de 'terugkeer naar de maan', zijn er missies die de manen van Jupiter zullen onderzoeken op tekenen van buitenaards leven. Deze omvatten de JUpiter Icy Moon Explorer (JUICE) van ESA, die in 2022 wordt gelanceerd.
Als onderdeel van het Cosmic Vision 2015-2025-programma van het bureau zal dit ruimtevaartuig gedetailleerde waarnemingen doen van Jupiter en drie van zijn grote manen - Ganymede, Callisto en Europa - om te zien of ze inderdaad het leven in hun interieur kunnen herbergen. Eind vorige maand (25 februari) werd het eerste instrument dat aan boord van JUICE zal vliegen en hulp bij deze inspanningen geleverd en het proces van integratie met het ruimtevaartuig begonnen.
Dit instrument staat bekend als de ultraviolette spectrograaf (UVS), die is ontworpen en gebouwd door het Southwest Research Institute (SwRI) in San Antonio, Texas. Het UVS-instrument bevindt zich nu op het terrein van de (Airbus SE) Defense & Space Division van de fabrikant in Friedrichshafen, Duitsland, waar het zal worden geïntegreerd in het ruimtevaartuig.
Als onderdeel van JUICE's geavanceerde reeks wetenschappelijke instrumenten, zal UVS close-up observaties uitvoeren van Europa, Ganymedes en Callisto, en het UV-licht opnemen dat ze uitstralen in het bereik van 55 tot 210 nanometer (nm). Door dit te doen, zal het instrument de samenstelling van hun oppervlakken en atmosferen onthullen, zodat onderzoekers kunnen zien hoe deze ijzige lichamen omgaan met Jupiter en zijn gigantische magnetosfeer.
Steven Persyn, een assistent-directeur van de Space Science and Engineering Division van SwRI, is ook de projectmanager voor JUICE-UVS. Zoals hij zei in een recent persbericht van SwRI:
“Het is een enorme teaminspanning geweest om dit instrument - bekend als JUICE-UVS - gebouwd, getest en geleverd te krijgen. In 2013 werd UVS geselecteerd om NASA te vertegenwoordigen tijdens de eerste door ESA geleide missie naar een buitenplaneet. Het was een uitdaging om aan de specificaties van zowel NASA als ESA te voldoen, maar we hebben het gedaan. "
In totaal zal JUICE worden uitgerust met tien geavanceerde instrumenten die allerlei wetenschappelijke experimenten mogelijk maken. De UVS maakt deel uit van JUICE's remote sensing-pakket, dat de JANUS optische camera, de Moons en Jupiter Imaging Spectrometer (MAJIS) en het Sub-millimeter Wave Instrument (SWI) omvat - dat de wolken van Jupiter en de oppervlakken van zijn manen in kaart brengt bepaal hun samenstelling en meet hun temperaturen.
De volgende is het geofysische pakket van het ruimtevaartuig, dat bestaat uit de GAnymede Laser Altimeter (GALA), Radar for Icy Moons Exploration (RIME) en de Gravity & Geophysics of Jupiter en Galilean Moons (3GM) radiowetenschappelijk experiment. Deze stellen missiewetenschappers in staat om het oppervlak en de ondergrond van de manen te verkennen, hun atmosfeer (en die van Jupiter) te onderzoeken en hun zwaartekrachtvelden te meten.
Ten slotte is er het in-situ pakket, dat bestaat uit een magnetometer (J-MAG), het Particle Environment Package (PEP), het Radio & Plasma Wave Investigation (RPWI) -instrument. Deze stellen het JUICE-team in staat om de deeltjesomgeving in het Jupiter-systeem en de geïoniseerde deeltjes (ook wel plasma genoemd) te bestuderen die ontstaan door interacties tussen de atmosfeer van de maan en het magnetische veld van Jupiter.
Er is ook een telecommunicatie-experiment voor ruimtevaartuigen dat bekend staat als het Planetary Radio Interferometer & Doppler Experiment (PRIDE). Dit instrument gebruikt radiotelescopen op de grond en een proces dat bekend staat als Very Long Baseline Interferometry (VLBI) om de positie en snelheid van het ruimtevaartuig nauwkeurig te bepalen.
De SwRI heeft een lange geschiedenis in het bieden van ondersteuning en leiderschap aan NASA-missies, waaronder de Nieuwe horizonten missie, en de Juno missie naar Jupiter. Onder leiding van SwRI-leden Alan Stern en Scott Bolton bereikten deze missies de allereerste flyby van Pluto en een KBO (Arrokoth) en leverden ze de meest gedetailleerde studie van de atmosfeer en het interieur van Jupiter tot nu toe (respectievelijk). Zoals Persyn zei:
"JUICE-UVS is de vijfde in deze serie door SwRI gebouwde ultraviolette spectrografen en profiteert enorm van de ontwerpervaring die ons team heeft opgedaan met het Juno-UVS-instrument, dat momenteel in de harde straling van Jupiter werkt. Elk opeenvolgend instrument dat we bouwen, is beter in staat dan zijn voorganger. ”
De andere negen instrumenten worden momenteel getest door hun respectievelijke teams en zullen later dit jaar worden geleverd voor integratie. De UVS vormt de bijdrage van NASA aan de missie, wiens ontwikkeling werd geleid door de SwRI en omvatte extra onderzoekers van de University of Colorado Boulder, het SETI Institute en internationale partners uit het VK, België en Frankrijk.
JUICE is gepland om ergens in 2022 te lanceren en zal aankomen in Jupiter in 2029. Het zal spoedig daarna worden vergezeld door NASA's Europa Clipper, die gepland staat voor 2024 en rond 2027 of 2030 rond Jupiter zal arriveren (afhankelijk van het geselecteerde lanceringsprofiel). Deze twee missies zullen elkaar helpen door aanvullende zoekopdrachten uit te voeren naar biosignaturen op de ijzige maan van Jupiter.
Sinds de Voyager sondes passeerden het Jupiter-systeem in 1979, wetenschappers hebben gespeculeerd over de mogelijkheid dat er een binnenzee onder het ijzige oppervlak van Europa zou kunnen zijn, en mogelijk leven. Na meer dan vier decennia wachten kan de mensheid eindelijk de kans krijgen om te zien of dit het geval zou kunnen zijn. Eindelijk een kans om te leren of we wel of niet alleen zijn in het universum!
