مستكشف أقمار المشتري الجليدية

مستكشف أقمار المشتري الجليدية
	صورة افتراضية للمسبار
المشغل	وكالة إيسا
المصنع	إيرباص للدفاع والفضاء
نوع الرحلة	قمر صناعي
تاريخ دخول المدار	2030 مدار المشتري، 2033 جانيميد
تاريخ الإطلاق	2022
مركبة الإطلاق	أريان 5
موقع الإطلاق	مركز جويانا الفضائي
مدة الرحلة	7 سنين ونصف لبلوغ المشتري، 3 سنين ونصف في نظام جوفيان
الموقع الإلكتروني	الموقع الرسمي
الطاقة	ألواح شمسية
	مدار غانيميد حول المشتري ‏
	تعديل مصدري - تعديل

مستكشف أقمار المشتري الجليدية (بالإنجليزية: Jupiter Icy Moon Explorer)‏ أو اختصارًا جوس (بالإنجليزية: JUICE)‏، هي مهمة فضائية تابعة لوكالة الفضاء الأوروبية تم إطلاقها في 14 أبريل 2023 نحو الأقمار الصناعية الطبيعية لكوكب المشتري بواسطة صاروخ Ariane 5 (VA260). ويجب وضع المسبار الفضائي في مدار حول كوكب المشتري في يوليو 2031 ومن ثم دراسة ثلاثة من أقمار غاليليو الأربعة، كاليستو ويوروبا وجانيميد، بالتحليق فوقها عدة مرات. ويجب بعد ذلك وضع المسبار الفضائي في مدار حول جانيميد في ديسمبر 2034 لإجراء دراسة أكثر تعمقًا لهذا القمر الصناعي، والتي يجب الانتهاء منها في سبتمبر 2035. وللوصول إلى نظام جوفيان، يستخدم المسبار مساعدة الجاذبية للأرض ثلاث مرات. وكذلك كوكب الزهرة.

صُمم المسبار للعمل في البيئة الإشعاعية القاسية للكوكب، كما أنه سيحصل على الطاقة الكهربائية من خلال الألواح الشمسية، لتكون هذه المهمة الثانية من نوعها بعد جونو تستخدم الطاقة الشمسية بدلًا من النووية. أما الأجهزة العلمية المحمولة على متن المركبة فتتضمن كاميرات ومنظارًا طيفيًّا ورادارًا.

نظرة تاريخية

نشأت الفكرة كإعادة هيكلة لبعثة مسبار جوبيتر جانيمد التابعة لإيسا ضمن مشروع لابلاس الدولي السابق، ففي أبريل 2012 أصبح جوس واحدًا من أكثر المقترحات وصاية بها من قبل هيئة تلسكوب أثينا للأشعة السينية وهيئة المرصد الجديد للموجات الجاذبية NGO ، ليُنتخب في شهر مايو من نفس العام ويكون من أولى البعثات لمشروع الرؤية الكونية لايسا.^[2]

المركبة الفضائية

عوامل تصميم المركبة الفضائية الرئيسية مرتبطة بالمسافة الكبيرة عن الشمس، واستخدام الطاقة الشمسية، والبيئة الإشعاعية القاسية في كوكب المشتري. يتطلب إدخال المركبة في مدار حول المشتري وجنيميد وعدد كبير من الرحلات الجانبية (أكثر من 25 مساعدة للجاذبية، واثنين من الطيران على كوكب المشتري) حمل المركبة حوالي 3,000 كجم (6,600 رطل) من الوقود الكيميائي.^[3]

المركبة لديها هوائي ذو قطر ثابت يبلغ 2.5 متر وهوائي متوسط الإرسال قابل للتوجيه، وسيتم استخدام الفرق بين النطاقات (X و K). سرعات الوصلة السفلية بمعدل 2 غيغابايت في اليوم ممكنة باستخدام هوائيات الفضاء العميق. قدرة تخزين البيانات على متن المركبة هي 1.25 تيرابايت.^[4]

محرك Juice الرئيسي هو محرك ثنائي الوقود (أحادي الميثيل هيدرازين وخليط من أكاسيد النيتروجين) بقوة 425 نيوتن. يوفر طبقة العزل (متعددة الطبقات) وزنًا يبلغ 100 كجم للتحكم الحراري. تُستخدم عجلات الزخم لتثبيت المركبة في ثلاثة محاور. يتم استخدام درع الإشعاع لحماية الإلكترونيات الموجودة على متن المركبة من البيئة الجوفيانية.^[3]

تحمل حمولة المركبة العلمية لمركبة Juice كتلة 280 كجم وتتضمن نظام الكاميرا JANUS، وجهاز تصوير الأشعة المرئية والأشعة تحت الحمراء MAJIS، والمطياف البصري للأشعة فوق البنفسجية UVS، وجهاز الاستشعار بالرادار RIME، والمسجل الليزري GALA، وجهاز الأمواج فوق الصوتية SWI، ومغناطيسي المتر J-MAG، وحزمة الجسيمات والبلازما PEP، وجهاز العلوم الراديوية والبلازما RPWI، وجهاز العلوم الراديوية 3GM، وجهاز العلوم الراديوية PRIDE، ومراقب الإشعاع RADEM. سوف تحمل بومًا قابلاً للتجديد بطول 10.6 متر جهازي J-MAG و RPWI، وسيتم استخدام هوائي قابل للتجديد بطول 16 مترًا لجهاز RIME. تحمل أربعة أذرع بطول 3 أمتار أجزاءً من جهاز RPWI. يتم تثبيت الأدوات الأخرى على هيكل المركبة، أو لـ 3GM، داخل حافلة المركبة.^[3]

مسار الرحلة

حول الشمس. الزهراء (أصفر) ،ألأرض (أزرق)، المريخ(ازرق لبني)، المشتري (أخضر)

تم إطلاق المركبة الفضائية في 14 أبريل 2023 في تمام الساعة 12:14:36 بالتوقيت العالمي المنسق، ومن المتوقع أن تصل إلى المشتري في يوليو 2031 بعد أربع مناورات استفادة من الجاذبية وثماني سنوات من السفر. في ديسمبر 2034، ستدخل المركبة الفضائية مدارًا حول غانيميد لإجراء مهمتها العلمية القريبة. ستتداخل فترة عملها مع مهمة "إيوروبا كليبر" التابعة لناسا، والتي ستنطلق في عام 2024.

الأهداف العلمية

ستركز جهود المسبار على دراست جانيميد بشكل اساسي بالإضافة إلى كاليستو ولكن بشكل أضيق من خلال:

• دراسة الخصائص الفيزيائية للقشرة الثلجية.

• دراسة كيفية توزيع الكتلة الباطنية ومعرفة ديناميكيتها وتطورها الداخلي.

• دراسه مفصلة للغلاف الجوي الرقيق لجانيميد.

• تكوين خريطة تشتمل على جيولوجيا، طوبوغرافيا والمعادن المكونة لسطح الأقمار.

• اكتشاف طبقات المياه المفترضة تحت السطح وتحديد عمقها.

• دراسة الحقل المغناطيسي الداخلي لجانيمد وكيفية تفاعله مع الغلاف المغناطيسي الجيوفياني.

أما بالنسبة لاوروبا فسيختصر دور المسبار في العثور على المواد الكيميائية الضرورية للحياة من ضمنها الجزيئات العضوية وفهم كيفية تكون معالم السطح وما يحتويه من مكونات غير ثلجية. علاوة على ذلك. جوس سيزودنا باولى القياسات الخاصة بالسمك الأدنى للطبقة الجليدية للأقمار الثلاثة حتى في المناطق التي شهدت فعاليات سطحية حديثة. هذه البعثة ستعطينا صوره كاملة نسبيا عن أقمار غاليليه، حيث يعتقد بأن تلك الثلاث أجسام تخفي أسفلها محيطات من المياه السائلة واكتشافها وتحديد خصائصها مهم لمعرفة إمكانية نشأت الحياة في ذلك العالم الجليدي.^[5]

الحمولة العلمية

في الحادي والعشرين من عام 2013 وبعد منافسه شديده اختير إحدى عشر جهازا من قبل إيسا حيث سيتم تطوير تلك المعدات العلمية من قبل فريق من العلماء والمهندسين من جميع انحاء أوروبا مع مشاركه من قبل الولايات المتحدة واليابان والقائمة تشمل:

• J A N U S: هو النظام التصويري الخاص بالمركبة حيث يستطيع أخذ صور عالية الدقة تفوق 400 ميغابيكسل من خلال اختياره للأهداف بشكل دقيق ومن ثم أخذ صورا تصل وضوحها من 25 ميغابكسل لغاية 2.4 ميغابكسل مع مجال رؤيه يقدر 1.3 درجه. الجهاز لديه 13 حساسا للضوء بالإضافة إلى مرشحات ضوئية عريضة واخرى ضيقه تعمل في مدى 1.1 و0.36 μm مع قدرته على تشكيل صوره ذات نظام استيريو. كما ان JANUS يسمح بمزج قياسات الرادار، جهاز الليزر ومناظير الطيف مع بياناته للحصول على صورة جيولوجية شامله.

• M A J I S: الجهاز عباره عن مصور طيفي للأشعة تحت الحمراء يعمل في مدى 5.7 و0.4 μm مع دقه تصل إلى 7 - 3 نانومتر. سيقوم المصور بدراسة غيوم الواقة ضمن طبقة التروبوسفير للغلاف الجوي المشتري كما انه سيحدد مكونات الجليد والمعادن الموجودة على سطح اقمار الكوكب. الجهاز قادر على تغطية مساحه تصل إلى 25 مترا على سطح جانيميد وإلى 100 كيلومتر على المشتري.

• U V S: هو مصور طيفي للأشعة فوق البنفسجية يعمل في طول موجي يتراوح ما بين 210 و55 نانومتر مع دقه تصل 0.6 نانومتر. صمم الجهاز لدراسة الشفق وطبقة الغلاف الجوي الخارجي للمشتري واقماره، تصل نطاق تغطية UVS على سطح جانيميد إلى نصف كيلومتر بينما على المشتري فتبلغ 250 كيلومترا.

• S W I : الجهاز عباره عن منظار طيفي مع هوائي ذات 30 سانتيمترا يعمل على تردد مابين 1080 - 1275 غيغاهيرتز و601 - 530 غيغاهيرتز. سيركز الجهاز على دراست سطح الاقمار الثلجيه وتحديد خصائص طبقات التراتوسفير، تروبوسفير واكسوسفير التابعة للغلاف المشتري الجوي.

• G A L A : هو مقياس ليزري للارتفاع قادر على تسليط شعاع من الليزر من ارتفاع 200 كيلومتر وبقطر نصف متر على مساحه سطحيه تصل إلى 20 مترا. سيركز الجهاز على دراست طوبوغرافيا الاقمار.

• R I M E : هو عباره عن رادار يعمل بواسطت 9 امتار من الهوائي وبتردد 9 ميغاهيرتز. الجهاز قادر على دراسة بنية الداخلية للاقمار وصولا إلى عمق 9 كيلوكترات بدقة عاليه حتى مع وجود طبقه جليديه بسمك 30 مترا تغطي سطح القمر.

• J - M A G : الجهاز عباره عن مقياس للمغناطيسيه سيعمل على دراسة محيطات المياه الواقه أسفل سطح الاقمار، كما انه سيدرس تاثير المجال المغناطيسي للمشتري على مجال المغناطيسي الجانيميدي.

• P E P : الجهاز مخصص لتحديد مكونات الغلاف الجوي الخارجي للاقمار وقياس كثافتها وطاقة ايوناتها المتدفقه وذراتها المحايدة في مدى 1 MeV إلى 0.001 eV .

• R P W I : سيقيس الجهاز البلازما والامواج الراديويه حول المركبة، الجهاز مقسم إلى أربع وحدات ثانويه هي: جاندالف، مي مي، فرودو وجينراج، كما أنه مزود باثنتين من مجسات لانغموير التي تصل مدى حساسيتها إلى 1.6 ميغاهيرتز معده لدراست خصائص البلازما واستقبال ترددات ما بين 45 إلى 80 ميغاهيرتز لقياس الانبعاث الراديوي.

• 3G M : يتركب الجهاز من مستجيب Ka ومذبذب عالي الاستقرار، يستخدم هذا الجهاز لقياس حقل المغناطيسي لجانيميد وتحديد حجم المحيطات الداخلية للاقمار، علاوتا على ذلك سيساهم 3GM في دراست الغلاف الايوني للمشتري واقماره.

• P R I D E : الجهاز سيولد اشاره محدوده تنتقل بواسطت هوائيات المركبة وتستلم بواسطة مرصد V L B I لغرض دراست خصائص مجال الجاذبيه للمشتري واقماره.

مسبار الهبوط الجانيميدي

بدأت مناقشات بين الجانب الأوروبي والروسي بخصوص إمكانية دمج بعثة جوس مع مهمة الهابط الجانيميدي التابع لوكالة الفضاء الروسية بعد ان بدأ الأخير بدوره بدراسة إمكانية إرساله مسبار إلى القمر جانيميد.

المراجع

^ https://space.skyrocket.de/doc_sdat/juice.htm. اطلع عليه بتاريخ 2023-04-17. {{استشهاد ويب}}: |url= بحاجة لعنوان (مساعدة) والوسيط |title= غير موجود أو فارغ (من ويكي بيانات) (مساعدة)
^ JUICE (JUpiter ICy moon Explorer): a European-led mission to the Jupiter system نسخة محفوظة 21 نوفمبر 2011 على موقع واي باك مشين.
^ ^ا ^ب ^ج "ESA Science & Technology - Spacecraft". sci.esa.int. مؤرشف من الأصل في 2023-10-02. اطلع عليه بتاريخ 2024-03-10.
^ "NASA - NSSDCA - Spacecraft - Details". web.archive.org. مؤرشف من الأصل في 2023-09-26. اطلع عليه بتاريخ 2024-03-10.{{استشهاد ويب}}: صيانة الاستشهاد: BOT: original URL status unknown (link)
^ "JUICE - Science objectives". وكالة الفضاء الأوروبية. 16 مارس 2012. مؤرشف من الأصل في 2013-06-08. اطلع عليه بتاريخ 2012-04-20.

[wikidata-7afe13caff45e28c6ee816ef5aa909becc4cb2a0-1] ttps://space.skyrocket.de/doc_sdat/juice.htm. اطلع عليه بتاريخ 2023-04-17. {{استشهاد ويب}}: |url= بحاجة لعنوان (مساعدة) والوسيط |title= غير موجود أو فارغ (من ويكي بيانات) (مساعدة)

[2] JUICE (JUpiter ICy moon Explorer): a European-led mission to the Jupiter system نسخة محفوظة 21 نوفمبر 2011 على موقع واي باك مشين.

[:0-3] ا ^ب ^ج "ESA Science & Technology - Spacecraft". sci.esa.int. مؤرشف من الأصل في 2023-10-02. اطلع عليه بتاريخ 2024-03-10.

[4] "NASA - NSSDCA - Spacecraft - Details". web.archive.org. مؤرشف من الأصل في 2023-09-26. اطلع عليه بتاريخ 2024-03-10.{{استشهاد ويب}}: صيانة الاستشهاد: BOT: original URL status unknown (link)

[objectives-5] "JUICE - Science objectives". وكالة الفضاء الأوروبية. 16 مارس 2012. مؤرشف من الأصل في 2013-06-08. اطلع عليه بتاريخ 2012-04-20.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]