Jupiter Icy Moons Explorer

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Jupiter Icy Moons Explorer
Descrição
Tipo Ciência planetária
Operador(es) Agência Espacial Europeia
Duração da missão Fase de cruzeiro: 7,6 anos
Fase científica: 3,5 anos
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]
Missão
Contratante(s) Arianespace
Data de lançamento 9 de Junho de 2022 (janela de lançamento: 21 de Maio à 17 de Junho de 2022)[4][5]
Veículo de lançamento Ariane 5[4]
Local de lançamento Centro Espacial de Kourou
Planet - The Noun Project.svg Portal Astronomia

O Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE; em português: Explorador das Luas Geladas de Júpiter) é uma espaçonave interplanetária em desenvolvimento 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.[6]

O lançamento da espaçonave está agendado para junho de 2022 e deverá chegar em Júpiter em outubro de 2029 após cinco assistências gravitacionais e 88 meses de viagem. Por volta de setembro de 2032, a espaçonave vai entrar na órbita de Ganimedes 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.

História[editar | editar código-fonte]

Uma arte conceitual para o Jupiter Ganymede Orbiter, um componente da proposta Europa Jupiter System Mission da ESA.

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]

Linha do tempo[editar | editar código-fonte]

Lançamento e trajetória[editar | editar código-fonte]

O Jupiter Icy Moons Explorer tem o lançamento previsto para junho de 2022 em um foguete Ariane 5. Após o lançamento, é planejado um primeiro sobrevoo pela Terra em maio de 2023, Vênus em outubro de 2023, segundo sobrevoo pela Terra em setembro de 2024, Marte em fevereiro de 2025 e um terceiro sobrevoo final pela Terra em novembro de 2026, para pôr o JUICE em trajetória para Júpiter. O sobrevoo por Marte de fevereiro de 2025 coincide com aquele por ser feito pela Europa Clipper, uma espaçonave complementar da NASA, permitindo assim que os dois façam observações consecutivas do mesmo planeta.

Chegada ao sistema joviano[editar | editar código-fonte]

Em outubro de 2029, 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.

Inserção orbital em Ganimedes[editar | editar código-fonte]

Em aetembro de 2032, o JUICE entrará em uma órbita elíptica ao redor de Ganimedes, tornando-se a primeira espaçonave a orbitar um satélite que não 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.

Queda em Ganimedes[editar | editar código-fonte]

Quando a espaçonave consumir seu propelente, ela está planejada para cair em Ganimedes em fevereiro de 2034.[12]

Objetivos científicos[editar | editar código-fonte]

Ganimedes vista pelo Galileo
Seção da superfície gelada de Europa

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]

  • Caracterização das camadas do oceano e detecção de possíveis reservatórios de água subterrâneos.
  • Mapeamento topográfico, geológico e composicional da superfície.
  • Estudo das propriedades físicas das crostas geladas.
  • Caracterização da distribuição de massa interna, dinâmica e evolução dos interiores.
  • Investigação da atmosfera tênue de Ganimedes.
  • Estudo do campo magnético intrínseco de Ganimedes e suas interações com a magnetosfera de Júpiter.

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.

Espaçonave[editar | editar código-fonte]

Projeto[editar | editar código-fonte]

O projeto principal da espaçonave está relacionado com a grande distância do Sol, o uso de energia solar e o ambiente de radiação hostil de Júpiter. As inserções orbitais em Júpiter e Ganimedes e o grande número de manobras de sobrevoo (mais que 25 assistências gravitacionais e dois sobrevoos de Europa) requer que a espaçonave carregue cerca de 3000 kg de propelente químico.[14]

As assistências gravitacionais incluem:[1]

  • Transferência interplanetária (Terra, Vênus, Terra, Marte, Terra)
  • Inseção orbital em Júpiter e redução do apside com múltiplas assistências gravitacionais de Ganimedes
  • Redução de velocidade com assistências Ganimedes–Calisto
  • Aumento de inclinação com 10–12 assistências gravitacionais de Calisto

Instrumentos científicos[editar | editar código-fonte]

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]

Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator (JANUS)[editar | editar código-fonte]

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.

Moons And Jupiter Imaging Spectrometer (MAJIS)[editar | editar código-fonte]

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.

  • Principal pesquisador: Y. Langevin, Institut d'Astrophysique Spatiale, França.
  • Principal agência de financiamento: CNES, França.

UV imaging Spectrograph (UVS)[editar | editar código-fonte]

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.

Sub-millimeter Wave Instrument (SWI)[editar | editar código-fonte]

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.

  • Principal pesquisador: P. Hartogh, [[Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar

]], Alemanha.

GAnymede Laser Altimeter (GALA)[editar | editar código-fonte]

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.

Radar for Icy Moons Exploration (RIME)[editar | editar código-fonte]

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.

JUICE-MAGnetometer (J-MAG)[editar | editar código-fonte]

Estudará os oceanos subsuperficiais das luas geladas e a interação do campo magnético de Júpiter com o de Ganimedes usando um magnetômetro sensível.

]], Japão.

  • Principal agência de financiamento: UKSA, Reino Unido.

Particle Environment Package (PEP)[editar | editar código-fonte]

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.

Radio and Plasma Wave Investigation (RPWI)[editar | editar código-fonte]

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.

]], Japão.

Gravity and Geophysics of Jupiter and Galilean Moons (3GM)[editar | editar código-fonte]

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.

Planetary Radio Interferometer and Doppler Experiment (PRIDE)[editar | editar código-fonte]

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.

Referências[editar | editar código-fonte]

  1. a b c «JUICE (JUpiter ICy moons Explorer)» (PDF). Agência Espacial Europeia. Março de 2012. Consultado em 18 de Julho de 2013 
  2. Pultarova, Tereza (24 de Março de 2017). «Europe's Jupiter explorer mission moves to prototype production». SpaceNews. Consultado em 2 de Março de 2017 
  3. Amos, Jonathan (9 de Dezembro de 2015). «Juice mission: Deal signed to build Jupiter probe». BBC News 
  4. a b Clark, Stephen (29 de Abril de 2020). «Scientists optimistic planetary probes won't face coronavirus launch delays». Spaceflight Now 
  5. «JUICE's journey to Jupiter». ESA. 16 de Fevereiro de 2017 
  6. «ESA—Selection of the L1 mission» (PDF). 17 de Abril de 2012 
  7. a b «Esa selects 1bn-euro Juice probe to Jupiter». Jonathan Amos. BBC News Online. 2 de Maio de 2012 
  8. JUICE (JUpiter ICy moons Explorer): a European-led mission to the Jupiter system
  9. Lakdawalla, Emily (18 de Abril de 2012). «JUICE: Europe's next mission to Jupiter?». The Planetary Society 
  10. Amos, Jonathan (19 de Abril de 2012). «Disappointed astronomers battle on». BBC News 
  11. «Preparing to build ESA's Jupiter mission». ESA. 17 de Julho de 2015 
  12. Elizabeth Howell (Fevereiro de 2017). «JUICE: Exploring Jupiter's Moons». Space.com. Future US Inc. Consultado em 18 de Maio de 2020 
  13. a b «JUICE—Science objectives». Agência espacial Europeia. 16 de Março de 2012. Consultado em 20 de Abril de 2012 
  14. «JUICE—Spacecraft». Agência Espacial Europeia. 16 de Março de 2012. Consultado em 20 de Abril de 2012 
  15. «ESA chooses instruments for its Jupiter Icy Moon Explorer». CSW. Agência Espacial Europeia. 21 de Fevereiro de 2013. Consultado em 17 de junho de 2013 
  16. «JUICE science payload». Agência Espacial Europeia. 7 de Março de 2013. Consultado em 24 de Março de 2014 
  17. «The JUICE Instruments». CNES. 11 de Novembro de 2013. Consultado em 4 de Março de 2014 
  18. «Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE): Science objectives, mission and instruments» (PDF). 45th Lunar and Planetary Science Conference (2014). Consultado em 24 de Março de 2014 
  19. «JAXA - What is JUICE? - A "Great Journey to the Outer Solar System"» 
  20. Current Status of Japanese Participation to Jupiter Icy Moons Explorer "JUICE". Saito, Y.; Sasaki, S.; Kimura, J.; Tohara, K.; Fujimoto, M.; Sekine, Y. AGU Fall Meeting Abstracts. Publicado em Dezembro de 2015. Bibcode: 2015AGUFM.P11B2074S
  21. [1] e [2] – Contribuições do Japão para instrumentos do JUICE (em Japonês).
  22. Shapira, Aviv; Stern, Avinoam; Prazot, Shemi; Mann, Rony; Barash, Yefim; Detoma, Edoardo; Levy, Benny (2016). «An Ultra Stable Oscillator for the 3GM experiment of the JUICE mission». 2016 European Frequency and Time Forum (EFTF). [S.l.: s.n.] pp. 1–5. ISBN 978-1-5090-0720-2. doi:10.1109/EFTF.2016.7477766 

Ligações externas[editar | editar código-fonte]