JUICE The JUpiter ICy moons Explorer ESA L-class mission JUICE will perform advanced investigations of Jupiter and its system.
RPWI/JUICE
The RPWI Radio & Plasma Waves Investigation is one of the scientific payload instrument. RPWI consists of a highly integrated instrument package that will carry out measurements that allow for comprehensive science investigations of the space environments around Jupiter primarily near Ganymede, Europa and Callisto and monitoring radio wave emissions in the Jupiter system. The CBK PAN responsibilities are: Digital Processing Unit DPU, the four booms and sensors for the Langmuir Probe & Plasma Wave Instrument LP-PWI, radio antenna for RWI.
SWI/JUICE
SWI – Sub-millimeter Wave Instrument is one of the JUICE payload instruments created to investigate the temperature structure, composition and dynamics of Jupiter’s stratosphere and troposphere, and the exospheres and surfaces of the icy moons. SWI is a heterodyne spectrometer that uses a 30cm antenna and works in two spectral ranges 1080-1275GHz and 530-601GHz with spectral resolving power of ~107. CBK PAN is responsible for the delivery of SWI DPU (main computer) and PSU (power supply unit with programmable bias lines for microwave SWI blocks).
JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) to sonda Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) mająca dotrzeć do układu Jowisza, w celu przebadania trzech jego księżyców: Ganimedesa, Kallisto i Europy. Sonda ma przeprowadzić poszukiwania płynnej wody znajdującej się pod powierzchnią tych obiektów, pod kątem możliwości występowania na nich życia.
Główne cele naukowe przewidziane dla badań księżyców Jowisza – Ganimedesa i (w mniejszym stopniu) Kallisto – są następujące:
- zbadanie powierzchniowych oceanów oraz wykrycie przypuszczalnych podpowierzchniowych zbiorników wodnych,
- zmapowanie topograficzne, geologiczne oraz wyglądu powierzchni,
- zbadanie fizycznych właściwości skorupy lodowej,
- zbadanie wewnętrznego rozkładu masy księżyca, dynamiki i ewolucji jego wnętrza,
- zbadanie jego atmosfery,
- zbadanie jego pola magnetycznego oraz jego oddziaływania z magnetosferą Jowisza.
Badania księżyca Europa będą skupiały się na określeniu składu chemicznego atmosfery pod kątem możliwości występowania życia, w tym istnienia w niej cząsteczek organicznych, oraz właściwości ukształtowania powierzchni i niewodnego lodu. Ponadto JUICE przeprowadzi po raz pierwszy podpowierzchniowe sondowanie tego księżyca, w tym badanie minimalnej grubości pokrywy lodowej w najbardziej obecnie aktywnych regionach.
Aparatura naukowa
Na pokładzie sondy znajdzie się 11 instrumentów naukowych projektowanych przez grupy naukowców i inżynierów z Europy , USA i Japonii.:
- JANUS (Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator): kamera optyczna przeznaczona do badania globalnej, regionalnej i lokalnej morfologii i procesów na księżycach oraz obserwacji chmur na Jowiszu,
- MAJIS (Moons and Jupiter Imaging Spectrometer): Hiperspektralny spektrometr obrazujący w podczerwieni przeznaczony do obserwacji struktury chmur troposferycznych na Jowiszu oraz scharakteryzowania lodów i minerałów na powierzchni księżyców lodowych,
- UVS (UV imaging Spectrograph): Spektrometr obrazujący w ultrafiolecie przeznaczony do scharakteryzowania składu i dynamiki egzosfer księżyców lodowych, badania jowiszowych zórz polarnych oraz składu i struktury górnych warstw atmosfery,
- SWI (Sub-millimeter Wave Instrument): Instrument do obserwacji w zakresie fal submilimetrowych przeznaczony do badania rozkładu temperatury, składu i dynamiki stratosfery i troposfery Jowisza oraz egzosfer i powierzchni księżyców lodowych,
- RPWI (Radio & Plasma Wave Investigation): Instrument do odbioru fal radiowych i plazmowych przeznaczony do scharakteryzowania emisji radiowych i środowiska plazmowego Jowisza i jego księżyców lodowych,
- GALA (GAnymede Laser Altimeter): Wysokościomierz laserowy służący do badania deformacji pływowych Ganimedesa oraz morfologii i topografii powierzchni księżyców lodowych,
- RIME (Radar for Icy Moons Exploration): Radar penetrujący lód przeznaczony do badania podpowierzchniowej struktury księżyców lodowych,
- J-MAG (A magnetometer for JUICE): Magnetometr przeznaczony do scharakteryzowania jowiszowego pola magnetycznego, jego interakcji z wewnętrznym polem magnetycznym Ganimedesa,
- PEP (Particle Environment Package): Zestaw instrumentów przeznaczony do scharakteryzowania środowiska plazmowego w układzie Jowisza,
- 3GM (Gravity & Geophysics of Jupiter and Galilean Moons): Eksperyment radiowy.
- PRIDE (Planetary Radio Interferometer & Doppler Experiment) wykorzysta system telekomunikacyjny sondy i sieć radioteleskopów VLBI na powierzchni Ziemi do wykonania precyzyjnych pomiarów pozycji i prędkości sondy.
JUICE wystartowal 14 kwietnia 2023 roku z Gujany Francuskiej, na pokładzie rakiety nośnej Ariane 5, natomiast dotarcie do systemu Jowisza z wykorzystaniem asysty grawitacyjnej Ziemi i Wenus przewidziane jest po około siedmiu latach na rok 2031. Po czterech latach, po przeprowadzeniu manewrów wokół Jowisza i jego księżyców, sonda wejdzie na orbitę księżyca Jowisza – Ganimedesa.
Polska strona z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk uczestniczy w programie technicznym i naukowym eksperymentu. Podsystemy do dwóch z 11 instrumentów: do eksperymentu fal submilimetrowych (SWI) oraz do eksperymentu fal radiowych i plazmowych (RPWI) powstają w CBK PAN.
W ramach eksperymentu SWI CBK PAN odpowiadało za zaprojektowanie, wykonanie i przetestowanie trzech podsystemów: komputera pokładowego, systemu zasilania pokładowego oraz radiatora, czyli specjalnej płyty umieszczonej na zewnątrz satelity.
W ramach eksperymentu RPWI CBK PAN odpowiadało za dostarczenie trzech elementów:
- DPU – głównego komputera pokładowego, odpowiedzialnego za zbieranie i przetwarzanie danych pomiarowych a także sterowanie pracą całego instrumentu,
- EBOX – obudowy chroniącej elektronikę przed wibracjami podczas startu rakiety, oraz osłaniającej ją przed promieniowaniem w trakcie trwania misji,
- PREBOX – osłony dla przedwzmacniaczy do sondy Langmuira działającej w otwartym kosmosie.
