목성 얼음 달 탐사선

Jupiter Icy Moons Explorer
제안된 NASA 우주선은 목성 얼음 달 궤도선을 참고하세요.
목성 얼음 달 탐사선
JUICE spacecraft.png
JUX 우주선에 대한 아티스트의 인상
이름쥬스
미션 타입행성 과학
교환입니다.ESA
COSPAR ID Edit this at Wikidata
미션 기간크루즈 단계: 8년
과학 단계: 3.5년
우주선 속성
제조원에어버스 디펜스 앤드 스페이스
발사 질량4,800 kg (10,600파운드)[1]
건조 질량1,900 kg (4,200파운드)
힘820와트[2] (태양광 패널로부터 최대 100m2(1,100 평방 피트)[3]
임무 개시
발매일2023년 4월 5일 ~ 25일 (예정)[4]
로켓아리안 5 ECA
발사장소중앙공간 가이아나, ELA-3
청부업자아리아네스페이스
플라이바이 오브 문
가장 가까운 접근법2024년 8월
플라이바이 오브 어스
가장 가까운 접근법2024년 8월
비너스의 플라이바이
가장 가까운 접근법2025년 8월 31일
플라이바이 오브 어스
가장 가까운 접근법2026년 9월 29일
플라이바이 오브 어스
가장 가까운 접근법2029년 1월 18일
223 로사의 플라이바이
가장 가까운 접근법2029년 10월 15일 (제안)
목성 궤도선
궤도 삽입2031년 7월 (예정)
궤도 이탈2034년 12월
가니메데 궤도선
궤도 삽입2034년 12월 (예정)
궤도 파라미터
근점 고도500 km (160 mi)
아포압시스 고도500 km (160 mi)
JUICE mission logo
JUICE 미션 휘장

주피터 아이스 문스플로러(JUICE)는 유럽우주국(ESA)이 개발하고 있는 행성간 우주선이며 에어버스 디펜스 앤 스페이스가 주계약자이다.이 임무는 목성의 갈릴레이 위성 3개를 연구할 것이다.가니메데, 칼리스토, 그리고 유로파(화산 활동 Io 제외; Io는 얼음 달이 아니다)는 모두 표면 아래에 액체 상태의 물이 많은 것으로 생각되어 잠재적으로 거주할 [5]수 있는 환경이다.

이 우주선은 2023년 4월에 발사될 예정이며 4번의 중력 보조와 8년간의 여행을 [4][6]거쳐 2031년 7월에 목성에 도착할 예정이다.2034년 12월, 이 우주선은 근접 [4]과학 임무를 위해 가니메데 주변의 궤도에 진입할 것이며, 지구의 달 이외의 달 궤도를 도는 최초의 우주선이 될 것이다.ESA의 우주 비전 과학 프로그램의 L1 발사 슬롯에 대한 이 임무의 선정은 2012년 [7][8]5월 2일에 발표되었다.운영 기간은 2024년에 발사되는 NASA의 유로파 클리퍼 임무와 겹칠 것이다.

역사

제안된 Europa Jupiter System Mission – Laplace의 ESA 구성요소인 Jupiter Ganymede Orbiter 컨셉 아트

이 임무는 주피터 가니메데 궤도선 제안을 재구성한 것으로 시작되었는데, 이는 취소된 유럽 목성계 임무 라플라스([9]EJSM-Laplace)의 ESA의 구성 요소가 될 예정이었다.그것은 ESA 우주 비전 프로그램의 첫 번째 L-클래스 미션(L1) 후보자가 되었고,[7] 2012년 5월 2일에 선정되었다고 발표되었다.

2012년 4월, JUX는 제안된 고에너지 천체물리용 고급 망원경(ATENA) X선 망원경 및 중력파 관측소(NGO)[10][11]보다 권장되었다.

2015년 7월, Airbus Defense and Space는 프랑스 [12]툴루즈에서 조립될 탐사선을 설계 및 제작할 주요 건설업체로 선정되었습니다.현재 JUX는 2022년에 [12]아리안 5에 출시될 것으로 예상되고 있다.

[신규 갱신]

타임라인

발사 및 궤적

JUICE는 2023년 4월 5일부터 4월 25일까지 아리안 5호 발사체로 [4]발사된다.발사 후, JUX를 목성 궤도에 올려놓기 위한 여러 가지 중력 보조 장치가 계획될 것입니다: 2024년 8월 지구-달 시스템의 통과, 2025년 8월 금성, 2026년 9월 지구의 두 번째 통과, 그리고 2029년 [4]1월 지구의 마지막 세 번째 통과입니다.

JUX는 소행성대를 두 번 통과할 것이다.소행성 223 로사의 근접 비행이 제안되었고, [13]2029년 10월에 발생할 것이다.

목성계 도착

JUICE는 2031년 7월 목성계에 도착하면 7시간 반 뒤 목성 궤도 삽입에 대비해 가니메데를 먼저 통과시킬 예정이다.첫 번째 궤도는 길어질 것이고, 이후 궤도는 시간이 지나면서 점차 낮아질 것이고,[4] 결과적으로 목성 주위를 도는 원형 궤도가 될 것이다.

첫 번째 유로파 통과는 2032년 7월에 이루어질 것이다.JUX는 목성의 극지방을 탐사하고 목성의 자기권을 [4]연구하기 위해 높은 기울기 궤도에 진입할 것이다.

가니메데 궤도 삽입

2034년 12월, JUICE는 가니메데를 도는 타원 궤도에 진입할 것이며, 지구의 달이 아닌 달의 궤도를 도는 최초의 우주선이 될 것이다.첫 번째 궤도는 5,000 km (3,100 mi)의 거리에 있을 것이다.2035년 JUICE는 가니메데 [4]표면에서 500km(310mi) 떨어진 원형 궤도에 진입한다.JUICE는 가니메데의 성분과 자기권을 연구할 것이다.

Ganymede에서의 계획된 디오비트

우주선이 남은 추진체를 소모하면 JUICE는 궤도를 벗어나 2035년 [4]말에 가니메데에 충돌할 계획이다.

JUX의 궤적
태양 주변
목성 주변
가니메데 주변
태양 · 지구 · 쥬스 · 금성 · 223 로사 · 목성 · 가니메데 · 칼리스토 · 유로파

과학의 목적

갈릴레오의 가니메데 견해
유로파의 얼음 표면 부분

목성 얼음 위성 탐사선은 가니메데를 자세히 조사하고 생명체가 살 수 있는 가능성을 평가할 것이다.Europa와 Callisto에 대한 조사는 이 갈릴레오 [14]위성들의 비교 사진을 완성할 것이다.이 세 개의 위성은 내부의 액체 상태의 물 바다를 품고 있는 것으로 생각되며, 얼음 세계의 거주 가능성을 이해하는 데 있어 매우 중요합니다.

가니메데와 칼리스토에게 있어서 주요한 과학적 목표는 다음과 같다.[14]

  • 해양층 특성 분석 및 추정 지표면 저수조 검출
  • 지표면의 지형, 지질 및 구성 매핑
  • 얼음 지각의 물리적 특성에 관한 연구
  • 내부 질량 분포, 역학 및 내부 진화의 특성 분석
  • 가니메데의 희박한 분위기 조사
  • 가니메데의 고유 자기장과 목성 자기권과의 상호작용에 관한 연구.

Europa는 유기 분자를 포함한 생명체에 필수적인 화학 작용과 표면 특징의 형성과 비수빙 물질의 구성을 이해하는 데 초점을 맞추고 있습니다.게다가 JUICE는 가장 최근에 활동한 지역에 걸쳐 얼음 지각의 최소 두께를 최초로 결정하는 것을 포함하여 달의 표면 아래 소리를 제공할 것이다.

몇몇 작은 불규칙 위성들과 화산 활동을 하는 위성 Io에 대해서도 좀 더 멀리 떨어진 공간적으로 분해된 관측들이 수행될 것이다.

우주선

설계 드라이버

주요 우주선 설계 동력은 태양까지의 거리, 태양 에너지의 사용, 목성의 가혹한 방사선 환경과 관련이 있다.목성과 가니메데에서의 궤도 삽입과 많은 수의 근접 비행 기술(25개 이상의 중력 보조 장치, 2개의 유로파 비행)을 위해서는 우주선이 약 3,000 kg (6,600파운드)의 화학 [15]추진제를 운반해야 합니다.

중력 보조 장치에는 다음이 포함됩니다.[1]

  • 행성간 이동(지구, 금성, 지구, 화성, 지구)
  • 목성 궤도 삽입 및 원점 감소(복수의 가니메데 중력 보조 장치 포함)
  • 가니메데-칼리스토 어시스트를 통한 속도 감소
  • 10~12칼리스토 중력 어시스트로 기울기 증가

과학 기구

JUX 스킴

2013년 2월 21일, 유럽 각지의 이공계 팀이 개발하고 있는 ESA에 의해서,[16][17][18][19] 미국의 참가로 11개의 과학 기기가 선정되었습니다.
또, SWI, RPWI, GALA, PEP, JANUS, J-MAG 계측기의 몇개의 컴포넌트를 제공해,[20][21][22] 테스트를 용이하게 합니다.

Jovis, Amorum ac Natorum Unique Objectorator(JANUS)

그 이름은 라틴어로 "목성, 그의 사랑, 그리고 [23]후손들에 대한 포괄적인 관찰"을 의미합니다.가니메데와 칼리스토 표면의 흥미로운 부분을 400m/픽셀 이상으로 촬영하는 카메라 시스템(미션 데이터 볼륨에 의해 해상도가 제한됨).선택한 대상은 1.3° 시야에서 25m/픽셀에서 2.4m/픽셀까지의 공간 분해능으로 고해상도로 조사됩니다.카메라 시스템에는 0.36µm~1.1µm 범위의 13개의 범색, 광대역 및 협대역 필터가 있으며 스테레오 이미징 기능을 제공합니다.또한 JANUS는 스펙트럼, 레이저 및 레이더 측정과 지형학을 연관시켜 전체적인 지질학적 맥락을 제공한다.

  • 주요 조사관: 이탈리아 나폴리 파르테노페 대학의 P. Palumbo.
  • 공동 조사자 : J. 하루야마, JAXA, 일본.
  • 주요 자금 조달 기관: ASI, 이탈리아

달 및 목성 이미징 분광계(MAJIS)

목성의 대류권 구름 특징과 작은 가스종을 관찰하고 얼음 위성 표면의 얼음과 광물의 구성을 조사하는 500nm에서 5.50µm의 스펙트럼 분해능으로 작동하는 가시 및 적외선 영상 분광기.공간 분해능은 가니메데에서는 75m(246ft), 목성에서는 약 100km(62mi)까지 내려갑니다.

  • 수석 조사관: 프랑스 다스트로피시크 스페이셜 연구소 Y. 랑제뱅.
  • 주요 자금 조달 기관: 프랑스 CNES.

UV 이미징 분광기(UVS)

Europa에서의 플룸 탐색을 포함하여 얼음달의 외구와 오로라를 특징짓는 스펙트럼 분해능 <0.6nm>의 파장 범위 55~210nm에서 작동하는 영상 분광기. 목성 상층 대기와 오로라를 연구한다.가니메데 관측 최대 500m(1,600ft) 및 목성 관측 최대 250km(160mi) 해상도.

서브밀리파 계측기(SWI)

목성의 성층권과 대류권, 빙판 위성의 외구와 표면을 연구하는 10807–1275GHz 및 530–601GHz의 스펙트럼 분해능을 가진 분광계.

가니메데 레이저 고도계(GALA)

200km(120mi)에서 20m(66ft) 크기의 스폿과 10cm(3.9인치)의 수직 해상도를 가진 레이저 고도계. 얼음 달의 지형과 가니메데의 조석 변형을 연구하기 위한 것입니다.

얼음 달 탐사 레이더(RIME)

16m(52ft) 안테나가 방출하는 9MHz(1 및 3MHz 대역폭) 주파수로 작동하는 얼음 투과 레이더는 얼음에서 최대 30m(98ft)의 수직 분해능으로 9km(5.6mi) 깊이까지 목성 위성의 지표면 구조를 연구하는 데 사용된다.

  • 수석 조사관: 이탈리아 트렌토 대학 L. 브루조네
  • 주요 자금 조달 기관: ASI, 이탈리아

JUX 자기계(J-MAG)

얼음 달들의 지표면 아래 바다와 목성 자기장과 가니메데의 자기장의 상호작용을 예민한 자력계를 이용하여 연구한다.

입자 환경 패키지(PEP)

목성의 자기권과 목성의 위성과의 상호작용을 연구하기 위한 6개의 센서 세트입니다.PEP는 목성계의 모든 영역에 존재하는 양 및 음이온, 전자, 외기 중성 가스, 열 플라즈마 및 에너지 중성 원자를 1 MeV에서 1 MeV 에너지까지 측정합니다.

Radio and Plasma Wave Investigation(RPWI; 무선 및 플라즈마파 조사)

우주선 주변의 플라즈마 환경과 무선 방출을 특징짓는 것으로 GANDAF, MIME, FRODO, JENRAGE의 4가지 실험으로 구성됩니다.RPWI는 각각 전용 붐 끝에 장착된 4개의 랭뮤어 프로브를 사용하여 80KHz~45MHz의 플라즈마 및 리시버를 특징짓습니다.무선 방출을 측정합니다.

목성과 갈릴레이 달의 중력과 지구물리학 (3GM)

3GM은 Ka 트랜스폰더와 초미세 [24]발진기로 구성된 무선 과학 패키지입니다. 3GM은 가니메데의 중력장(도 10까지)과 빙상의 달 내부 해양의 범위를 연구하고 목성(0.1~800mbar)과 그 달의 중성 대기권과 이온권 구조를 조사하기 위해 사용됩니다.

  • 주임 조사관 : L.이탈리아 로마 사피엔자 대학의 아이스입니다
  • 주요 자금 조달 기관: ASI, 이탈리아

행성 전파 간섭계 및 도플러 실험(PRIDE)

이 실험은 목성과 얼음 위성들의 중력장을 정밀하게 측정하기 위해 JUICE의 안테나에 의해 전송되고 매우 긴 기준선 간섭계에 의해 수신되는 특정한 신호를 발생시킬 것이다.

대상

이 우주선은 [4]목성에 도착하기 전에 두 개의 행성과 달을 만나게 될 것이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b "JUICE (JUpiter ICy moons Explorer)" (PDF). European Space Agency. March 2012. Retrieved 18 July 2013.
  2. ^ Pultarova, Tereza (24 March 2017). "Europe's Jupiter explorer mission moves to prototype production". SpaceNews. Retrieved 25 March 2017.
  3. ^ Amos, Jonathan (9 December 2015). "Juice mission: Deal signed to build Jupiter probe". BBC News.
  4. ^ a b c d e f g h i j "Juice's journey and Jupiter system tour". ESA. 29 March 2022. Retrieved 3 April 2022.
  5. ^ "ESA—Selection of the L1 mission" (PDF). 17 April 2012.
  6. ^ "JUpiter ICy moons Explorer (JUICE)". NSSDC. NASA. 28 October 2021. Retrieved 10 November 2021.
  7. ^ a b "ESA selects 1bn-euro Juice probe to Jupiter". Jonathan Amos. BBC News. 2 May 2012.
  8. ^ Howell, Elizabeth (13 February 2017). "JUICE: Exploring Jupiter's Moons". Space.com. Retrieved 18 May 2020.
  9. ^ JUX(JUpiter ICy moons Explorer): 목성계를 향한 유럽 주도의 미션
  10. ^ Lakdawalla, Emily (18 April 2012). "JUICE: Europe's next mission to Jupiter?". The Planetary Society.
  11. ^ Amos, Jonathan (19 April 2012). "Disappointed astronomers battle on". BBC News.
  12. ^ a b "Preparing to build ESA's Jupiter mission". European Space Agency. 17 July 2015.
  13. ^ Avdellidou, C.; Pajola, M.; Lucchetti, A.; Agostini, L.; Delbo, M.; Mazzotta Epifani, E.; Bourdelle De Micas, J.; Devogèle, M.; Fornasier, S.; Van Belle, G.; Bruot, N.; Dotto, E.; Ieva, S.; Cremonese, G.; Palumbo, P. (2021). "Characterisation of the main belt asteroid (223) Rosa". Astronomy & Astrophysics. 656: L18. Bibcode:2021A&A...656L..18A. doi:10.1051/0004-6361/202142600. S2CID 244753425.
  14. ^ a b "JUICE—Science objectives". European Space Agency. 16 March 2012. Retrieved 20 April 2012.
  15. ^ "JUICE—Spacecraft". European Space Agency. 16 March 2012. Retrieved 20 April 2012.
  16. ^ "ESA chooses instruments for its Jupiter Icy Moon Explorer". CSW. ESA. 21 February 2013. Retrieved 17 June 2013.
  17. ^ "JUICE science payload". European Space Agency. 7 March 2013. Retrieved 24 March 2014.
  18. ^ "The JUICE Instruments". CNES. 11 November 2013. Retrieved 24 March 2014.
  19. ^ "Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE): Science objectives, mission and instruments" (PDF). 45th Lunar and Planetary Science Conference (2014). Retrieved 24 March 2014.
  20. ^ "JAXA – What is JUICE? – A "Great Journey to the Outer Solar System"".
  21. ^ 목성 얼음 달 탐사선 'JUICE' 사이토, Y., 사사키, 기무라, J.에의 일본 참가 현황토하라, K;후지모토, M., 세키네, Y.AGU, 가을 미팅 추상.2015년 12월 발행.비브코드: 2015AGUFM.P11B2074s
  22. ^ [1], [2] – JUICE 악기에 대한 일본의 공헌(일본어)
  23. ^ https://www.dlr.de/content/en/downloads/2021/dlrmagazine-169-jumping-on-board-the-digital-transformation.pdf?__blob=publicationFile&v=3
  24. ^ 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). pp. 1–5. doi:10.1109/EFTF.2016.7477766. ISBN 978-1-5090-0720-2. S2CID 2489857.

외부 링크