ماموریت جویس اروپا به مشتری و قمرهای آن پرتاب می شود

مشتری، پادشاه منظومه شمسی، بازدید کننده رباتیک جدیدی خواهد داشت.

کاوشگر قمرهای یخی مشتری یا جویس صبح روز جمعه از مرکز فضایی گویان در کورو، گویان فرانسه، در سواحل شمال شرقی آمریکای جنوبی به فضا پرتاب شد. پرتاب اولیه که برای پنجشنبه برنامه ریزی شده بود، پس از مشاهده رعد و برق در مجاورت محل پرتاب به تعویق افتاد.

روز جمعه هوا بهبود یافت و فضاپیمای سوار بر موشک آریان 5 بدون نقص از زمین بلند شد. نیم ساعت بعد، جویس از مرحله دوم موشک جدا شد و سفر طولانی خود را آغاز کرد.

مشتری، بزرگترین سیاره ای که به دور خورشید می چرخد، به خودی خود جذاب است، اما قمرهای عظیم آن جایزه نهایی هستند. برخی از آنها تکه‌های سنگ یخی هستند که ممکن است اقیانوس‌های حیات‌بخش را در زیر سطوح خود پنهان کنند. جویس، از آژانس فضایی اروپا یا ESA، قصد دارد سه ماهواره مشتری را از نزدیک مطالعه کند: کالیستو، اروپا و گانیمد.

جوزف اشباخر، رئیس آژانس فضایی اروپا گفت: «این یکی از هیجان‌انگیزترین مأموریت‌هایی است که تا به حال در منظومه شمسی انجام داده‌ایم، تا کنون پیچیده‌ترین آنها».

این فضاپیمای اروپایی با وزن 6 تن، 10 ابزار علمی پیشرفته را برای مطالعه قمرها و گرفتن تصاویر حمل می کند. مشتری هدف اصلی ماموریت نیست. در عوض، هدف آن کاوش در گانیمد، بزرگترین قمر منظومه شمسی، و دو قمر دیگر، اروپا و کالیستو است.

اما رسیدن جویس به مشتری بیش از هشت سال طول می کشد، با یک سری نوسانات یا کمک های گرانشی از کنار زهره، مریخ و زمین تا به فضاپیما فشار لازم برای ورود به مدار مشتری در جولای 2031 بدهد.

هنگامی که جویس سرانجام به مشتری می رسد، بارها و بارها از کنار سه قمر در مداری چرخشی عبور می کند و هنگام جمع آوری داده ها خارج از کمربندهای تشعشعی خطرناک سیاره غول پیکر می ماند. در مجموع، 35 پرواز در نظر گرفته شده است تا فضاپیما به دنبال سیگنال‌های مغناطیسی و شواهد دیگر برای تأیید وجود و اندازه اقیانوس‌هایی باشد که زیر سطح قمرها فرو می‌روند. همچنین نحوه حرکت بیرونی قمرها را در پاسخ به کشش گرانشی مشتری، احتمالاً تحت تأثیر اقیانوس‌های زیرسطحی، ردیابی می‌کند.

قمری که ممکن است در جستجوی حیات امیدوارکننده باشد، اروپا است. اخترشناسان فکر می‌کنند که اقیانوس آن مستقیماً با یک کف سنگی در تماس است، که می‌تواند غذا و انرژی برای زندگی فراهم کند زیرا دریچه‌های گرمابی به سمت بالا منفجر می‌شوند. جویس دو پرواز اروپا را اجرا خواهد کرد.

این فضاپیما همچنین 21 پرواز کالیستو را انجام خواهد داد که ممکن است اقیانوسی شور نیز داشته باشد اما تصور می شود توانایی کمتری برای پشتیبانی از حیات داشته باشد.

اما هدف اصلی ماموریت جویس، مطالعه گانیمد است، قمری که بزرگتر از سیاره عطارد است. مسیر فضاپیما در اطراف منظومه جووین باید به فضاپیما اجازه دهد که در دسامبر 2034 در مدار گانیمد قرار گیرد – اولین فضاپیمایی که به دور یک ماه در منظومه شمسی بیرونی می چرخد. با شروع حدود 3100 مایلی از سطح، ارتفاع فضاپیما به تدریج به بیش از 300 مایل در سال 2035 کاهش می یابد – و شاید کمتر، اگر سوخت اجازه دهد.

جوزپه ساری، مدیر پروژه Juice در ESA گفت: «اگر ما پیشران کافی داشته باشیم، به این معنی که سفر خوبی به مشتری بدون مشکلات زیاد داشته‌ایم، مدار را به ارتفاع حدود 150 مایلی کاهش خواهیم داد.

چرخش به دور گانیمد به دانشمندان این امکان را می دهد که ویژگی های ماه را به طور پیچیده درک کنند. این تنها قمر در منظومه شمسی است که میدان مغناطیسی خاص خود را دارد، احتمالاً از یک هسته آهن مایع مانند سیاره خودمان. میشل دوگرتی از امپریال کالج لندن که ابزار مغناطیس‌سنج را در جویس رهبری می‌کند، می‌گوید: «اگر روی سطح گانیمد ایستاده‌اید و یک سوزن قطب‌نما داشته باشید، مانند روی زمین به قطب شمال اشاره می‌کند. “ما می خواهیم بفهمیم چرا.”

جویس باید بتواند ساختار داخلی گانیمد، از جمله اندازه و وسعت اقیانوس آن را تشخیص دهد. حتی باید بتواند محتوای نمک اقیانوس حاصل از مواد معدنی موجود در داخل را اندازه گیری کند، که می تواند زندگی را با رزق تامین کند. دکتر “ما در تلاشیم تا بفهمیم نمک ها از کجا آمده اند.” دوگرتی خاطرنشان کرد.

اقیانوس گانیمد به طور قابل توجهی با اقیانوس اروپا متفاوت است، اما ممکن است هنوز قابل سکونت باشد.

دکتر “برای قابل سکونت به آب مایع، منبع گرما و مواد آلی نیاز دارید.” دوگرتی گفت. اگر این سه مورد را تأیید یا رد کنیم، آنچه را که گفته بودیم انجام داده ایم.»

این ماموریت در اواخر سال 2035 با فرود تصادفی بر روی سطح گانیمد به پایان خواهد رسید، مگر اینکه کشفی در طول ماموریت انجام شود که نشان دهد ممکن است اقیانوس ماه را آلوده کند.

چه ماموریت های دیگری مشتری را مطالعه خواهند کرد؟

جویس تنها ماموریتی نیست که مشتری و قمرهایش را بررسی می کند.

جونو، یک ماموریت ناسا، از سال 2016 به دور مشتری می چرخد. تمرکز آن بر خود سیاره بوده است تا قمرهای آن، اگرچه اخیراً پروازهای نزدیک اروپا و گانیمد را انجام داده است و به زودی از آتشفشان آیو عبور خواهد کرد.

اما انتظار می‌رود که جویس توسط ماموریت جدید ناسا به نام Europa Clipper که در اکتبر 2024 پرتاب می‌شود، به مشتری شکست بخورد. به دلیل پرتاب قدرتمندتر خود، SpaceX Falcon، قرار است در آوریل 2030 به سیستم Jovian برسد. موشک سنگین اما هیچ رقابتی وجود ندارد. قرار است این دو ماموریت با هم کار کنند.

دکتر “دو فضاپیما به طور همزمان به مشتری و قمرهای آن نگاه می کنند.” اشباخر گفت. از آن می توان علم زیادی به دست آورد.»

این دو ماموریت در سال 2008 در پاسخ به نتایج هیجان انگیز فضاپیمای گالیله ناسا که از سال 1995 تا 2003 به دور مشتری می چرخید، متولد شدند.

لوئیز پراکتر از آزمایشگاه فیزیک کاربردی جان هاپکینز، که بخشی از تیم اروپا کلیپر است، گفت: “گالیله این سیگنال مغناطیسی بسیار جذاب را پیدا کرد که نشان می داد یک لایه یخ رسانا در زیر پوسته اروپا وجود دارد.”

اکنون دانشمندان فکر می کنند که این نشانه ای از یک اقیانوس جهانی است که داخل اروپا را در بر گرفته است.

مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل در سال 2018 نشان می دهد که اروپا ممکن است گهگاه از طریق شکاف های پوسته یخی خود به ضخامت حداقل 10 مایل، اقیانوس خود را به صورت ستون هایی به بالا فوران کند. این می‌تواند راهی جدید برای مطالعه مستقیم اقیانوس و جستجوی نشانه‌های حیات به هنگام پرتاب کلیپر بر روی سطح ماه، گاهی اوقات در ارتفاعی تا حدود 15 مایلی فراهم کند.

دکتر “ما به طور بالقوه می توانیم از میان یک ستون پرواز کنیم.” پروکتر گفت.

نتایج هر دو جویس و کلیپر نشان خواهد داد که آیا باید در یک ماموریت آینده، احتمالاً در اروپا، برای جستجوی مستقیم حیات در اقیانوس، روی قمر مشتری فرود آمد یا خیر، چیزی که ناسا پیشنهاد کرده است. چنین مأموریتی می‌تواند دو دهه دیگر باشد، اما ارزش علمی آن بسیار زیاد است. دکتر. اشباخر گفت اروپا به چیزی مشابه علاقه مند است.

او گفت: «ما در مورد یک نمونه ماموریت بازگشت از یکی از قمرهای یخی بحث کرده‌ایم، که مواد را برای مطالعه دقیق‌تر به زمین بازمی‌گرداند. “آنچه از جویس یاد می گیریم ورودی بسیار مهمی برای آن خواهد بود.”

در حال حاضر، کانون توجه Juice است، اولین فضاپیمای عصر جدید که به طور خاص برای شکار اقیانوس ها در جهان های بیگانه طراحی شده است. دکتر “من نمی توانم صبر کنم.” دوگرتی گفت. “این مرحله بعدی است.”