JUICE: Onderzoeker van de ijsmanen van Jupiter

Op 13 april 2023 om 14.15 uur (Belgische zomertijd) zal ESA de ruimtesonde JUICE lanceren met een Ariane 5 raket vanaf de Europese lanceerbasis in Kourou, Frans-Guyana. Na een reis van 8 jaar zal JUICE, een acroniem voor JUpiter ICy moons Explorer, Jupiter en zijn ijsmanen onderzoeken, met speciale aandacht voor Ganymedes, de grootste maan in het zonnestelsel. In december 2034 wordt JUICE in een baan om Ganymedes gebracht. Het zal de eerste keer zijn dat een ruimtevaartuig in een baan om een andere maan dan de onze zal bewegen. De Koninklijke Sterrenwacht van België (KSB) en het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie (BIRA) zijn bij deze missie betrokken.

JUICE zoekt antwoorden op fundamentele vragen over Jupiter en zijn manen. Één van die vragen is of ijsmanen de juiste omstandigheden kunnen hebben voor het ontstaan van leven. In Europa, Ganymedes en Callisto, de drie grote ijsmanen van Jupiter, kan een ondergrondse oceaan met water voorkomen onder een ijskap. Vloeibaar water is een van de noodzakelijke voorwaarden voor leven, naast biologisch essentiële elementen en energie. Door het binnenste van de ijsmanen te onderzoeken, zal JUICE bepalen of deze voorwaarden voldaan zijn op die manen.

Deelname van de Koninklijke Sterrenwacht van België

De Koninklijke Sterrenwacht van België is betrokken bij vier van de tien instrumenten van JUICE. Tim Van Hoolst, planetoloog bij de KSB, is mede-onderzoeker (Co-I) van het radioscience instrument 3GM (“Gravity and Geophysics of Jupiter and the Galilean Moons”) en van de Jovian MAGnetometer J-MAG. Hij legt uit dat “beide instrumenten zullen worden gebruikt om het binnenste van de manen te onderzoeken. De magnetometer zal het geïnduceerde magnetische veld in de ondergrondse oceaan observeren en met radioscience zal het zwaartekrachtveld, de rotatie en de getijden van de manen gemeten worden.”

“Getijden van Ganymedes, die leiden tot wekelijkse opwaartse en neerwaartse bewegingen van het ijsoppervlak met een paar meter, zullen ook worden gemeten door de GAnymede Laser Altimeter (GALA)“, zegt Marie Yseboodt, Co-I van het instrument. GALA zal ook een nauwkeurige topografische kaart van Ganymedes maken.

Wetenschappers zullen gegevens van het instrument MAJIS (Moons And Jupiter Imaging Spectrometer) analyseren om eigenschappen van het ijs en de mineralen op het oppervlak van ijsmanen te bepalen en na te gaan hoe ze in verband staan met de ondergrond. Özgür Karatekin, Co-I van het instrument, is trots op de nauwe samenwerking bij de ontwikkeling van het instrument: “Tientallen ingenieurs, technici en wetenschappers van openbare instellingen en particuliere partners in Frankrijk, Italië, België en de Verenigde Staten hebben samengewerkt aan de ontwikkeling van dit instrument. In het bijzonder heeft de KSB met onze collega’s van het BIRA bijgedragen aan de karakterisering van de detectoren van het instrument.”

Tim Van Hoolst, leider van de JUICE Working Group over het binnenste, de ondergrond en de geofysica van ijsmanen, legt uit: “De instrumenten zullen in synergie werken om het binnenste van de ijsmanen nauwkeurig te karakteriseren en vragen te beantwoorden die sinds het einde van de Galileo-missie onbeantwoord zijn gebleven. Hebben de drie ijsmanen een ondergrondse oceaan? Hoe dik zijn de ijslaag en de vloeibare oceaan? Wat is hun samenstelling? Waarom genereert Ganymedes een magnetisch veld?”

Deelname van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie

Zodra een instrument zo ver van de aarde verwijderd is als Jupiter kan zijn, is het nog moeilijk na te gaan of het instrument werkt zoals bedoeld door de makers, vooral in de barre omstandigheden in de ruimte met extreem lage temperaturen en een bijna vacuüm. Daarom is het volledig karakteriseren van de respons van de componenten van een instrument in een strikt gecontroleerde laboratoriumomgeving een cruciaal onderdeel van de ontwikkelingsfase.

David Bolsée en zijn team in het B.RCLab (Belgian Radiometric Characterisation Laboratorium) van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie ontwikkelden en valideerden de karakterisatiebank (configuratie van de laboratoriumuitrusting). Deze bank was gewijd aan het uitvoeren van de volledige radiometrische en elektro-optische karakterisering onder cryogene omstandigheden van zowel de vlucht- als reservemodellen van de MAJIS VIS-NIR-detector (VISueel en Nabij InfraRood licht), onder toezicht van het Franse “Institut d’Astrophysique Spatiale”, met de ondersteuning van BELSPO en ESA. Deze campagnes werden uitgevoerd in 2020 en 2021.

Een lange reis naar Jupiter

Na de lancering zal JUICE beginnen aan een lange reis naar Jupiter, waarbij de koers van zijn baan een aantal keren zal worden aangepast door middel van brandstofbesparende flybys van de aarde en Venus, die bekend staan als ‘gravity assists’. Na in juli 2031 in een baan om Jupiter te zijn gebracht, zal JUICE in totaal vijfendertig keer langs een van de manen Europa, Ganymedes, en Callisto vliegen. In de laatste fase van zijn reis zal JUICE in 2034 en 2035 in een baan rond Ganymedes draaien.

Wetenschappers van de KSB en het BIRA kijken uit naar de data van de JUICE-missie en naar de nieuwe inzichten die deze missie zal opleveren.

Meer informatie:
ESA JUICE lanceringspakket (met heel wat links naar verdere informatie, foto’s en video’s): https://esamultimedia.esa.int/docs/science/Juice-LaunchKit_NL.pdf.

Contact communicatie:
Lê Binh San Pham
lebinhsan.pham@oma.be
Tel. : +32 2 373 03 03