Eksploracja Jowisza - Exploration of Jupiter
Badanie Jowisza została przeprowadzona za pośrednictwem bliskich uwag zautomatyzowanego statku kosmicznego . Zaczęło się od przybycia Pioneera 10 do systemu Jowisza w 1973 roku, a od 2016 roku trwa osiem kolejnych misji kosmicznych. Wszystkie te misje zostały podjęte przez Narodową Agencję Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA), a wszystkie z wyjątkiem dwóch były przelotami, które prowadziły szczegółowe obserwacje bez lądowania lub wchodzenia na orbitę. Te sondy dokonać Jupitera najczęściej odwiedzanym z Układu Słonecznego „s planet jak wszystkich misjach w zewnętrznym Układzie Słonecznym wykorzystali przelotów obok Jowisza. W dniu 5 lipca 2016 roku statek kosmiczny Juno przybył i wszedł na orbitę planety - drugi statek, który to zrobił. Wysłanie statku na Jowisza jest trudne, głównie ze względu na duże zapotrzebowanie na paliwo oraz skutki surowego środowiska radiacyjnego planety.
Pierwszym statkiem kosmicznym, który odwiedził Jowisza, był Pioneer 10 w 1973 roku, a rok później Pioneer 11 . Oprócz wykonania pierwszych zbliżeń planety, sondy odkryły jej magnetosferę i jej w dużej mierze płynne wnętrze. W Voyager 1 i Voyager 2 sondy odwiedził planety 1979 i badano jego księżyce i układ pierścieniowy , odkrywa wulkaniczny aktywność Io i obecności wody lodu na powierzchni Europa . Ulysses dalej badał magnetosferę Jowisza w 1992 roku, a następnie ponownie w 2000 roku. Sonda Cassini zbliżyła się do planety w 2000 roku i wykonała bardzo szczegółowe zdjęcia jej atmosfery . New Horizons kosmiczny przeszedł przez Jowisza w 2007 roku i wykonane pomiary jego ulepszone i parametry jego satelitów.
Galileo kosmiczny jako pierwsza weszła na orbitę wokół mają Jowisza, przybywających w 1995 roku i bada planetę aż do roku 2003. W tym okresie Galileo zgromadził dużą ilość informacji o systemie Jowisza, co blisko podchodzi do wszystkich czterech dużych Galileusza księżyców i znalezienie dowodów na istnienie cienkich atmosfer na trzech z nich, a także możliwość występowania wody w stanie ciekłym pod ich powierzchniami. Odkryto także pole magnetyczne wokół Ganimedesa . Gdy zbliżył się do Jowisza, był także świadkiem uderzenia komety Shoemaker–Levy 9 . W grudniu 1995 roku wysłał sondę atmosferyczną w atmosferę Jowisza, jak dotąd jedyny statek, który to zrobił.
W lipcu 2016 r. sonda Juno , wystrzelona w 2011 r., pomyślnie zakończyła manewr wprowadzania na orbitę i znajduje się obecnie na orbicie wokół Jowisza, a jej program naukowy jest w toku.
Europejska Agencja Kosmiczna wybrała L1 klasy JUICE misji w 2012 roku jako część programu Cosmic Vision do zbadania trzech Galileusza księżyców Jowisza, z możliwością lądownika Ganymede dostarczonych przez Roscosmosem . JUICE ma zostać uruchomiony w 2022 roku.
Indyjskiej Organizacji Badań Kosmicznych planuje uruchomienie pierwszej indyjskiej misji na Jowisza w 2020s przez Geosynchronous Satellite Launch Vehicle Mark III .
Chińska Narodowa Administracja Kosmiczna planuje uruchomić misji orbitera Jupiter około 2029 do zbadania planety i jej księżyce.
Listę poprzednich i nadchodzących misji do zewnętrznego Układu Słonecznego (w tym do Jowisza) można znaleźć w artykule Lista misji na planety zewnętrzne .
Wymagania techniczne
Loty z Ziemi na inne planety Układu Słonecznego wiążą się z wysokimi kosztami energii. Dotarcie statku kosmicznego z orbity Ziemi do Jowisza wymaga prawie takiej samej ilości energii , jak do podniesienia go na orbitę. W astrodynamice ten wydatek energetyczny jest określony przez zmianę netto prędkości statku kosmicznego , czyli delta-v . Energia potrzebna do dotarcia do Jowisza z orbity okołoziemskiej wymaga delta-v około 9 km/s, w porównaniu z 9,0-9,5 km/s, aby osiągnąć niską orbitę okołoziemską z ziemi. Grawitacja pomaga w przelotach obok planet (takich jak Ziemia lub Wenus ) może być wykorzystana do zmniejszenia zapotrzebowania energetycznego (tj. paliwa) podczas startu, kosztem znacznie dłuższego czasu lotu, aby osiągnąć cel, taki jak Jowisz, w porównaniu z bezpośrednim trajektoria. Na statku kosmicznym Dawn zastosowano silniki jonowe zdolne do delta-v powyżej 10 km/s . To jest więcej niż wystarczające delta-v, aby wykonać misję przelotu Jowisza z orbity słonecznej o tym samym promieniu, co Ziemia bez wspomagania grawitacyjnego.
Głównym problemem związanym z wysyłaniem sond kosmicznych na Jowisza jest to, że planeta nie ma stałej powierzchni, na której mogłaby wylądować, ponieważ następuje płynne przejście między atmosferą planety a jej płynnym wnętrzem. Wszelkie sondy opadające w atmosferę zostają ostatecznie zmiażdżone przez ogromne ciśnienie wewnątrz Jowisza.
Inną ważną kwestią jest ilość promieniowania, jakiemu poddawana jest sonda kosmiczna, ze względu na surowe środowisko cząstek naładowanych wokół Jowisza (szczegółowe wyjaśnienie patrz Magnetosfera Jowisza ). Na przykład, gdy Pioneer 11 dokonała największego zbliżenia do Ziemi, poziom promieniowania był dziesięć razy bardziej wydajne niż Pioneer ' projektanci s przepowiedział, co doprowadziło do obaw, że sondy nie przeżyje. Z kilku drobnych usterek, sonda udało się przejść przez pasów radiacyjnych , ale stracił większość zdjęć księżyca Io , jak promieniowanie spowodowało Pioneer „s obrazowania fotograficznego polarymetru do otrzymania błędnych poleceń. Kolejna i znacznie bardziej zaawansowana technologicznie sonda Voyager musiała zostać przeprojektowana, aby poradzić sobie z poziomami promieniowania. W ciągu ośmiu lat sonda kosmiczna Galileo krążyła wokół planety, dawka promieniowania sondy znacznie przekroczyła jej specyfikacje projektowe, a jej systemy kilkakrotnie zawiodły. Żyroskopy statku kosmicznego często wykazywały zwiększone błędy, a łuki elektryczne czasami pojawiały się między jego obracającymi się i nie obracającymi się częściami, powodując przejście w tryb bezpieczny , co doprowadziło do całkowitej utraty danych z 16., 18. i 33. orbity. Promieniowanie spowodowało również przesunięcia fazowe w ultrastabilnym oscylatorze kwarcowym Galileusza .
Misje przelotowe
.jpg)
Program pionierski (1973 i 1974)
Pionier 11 · Jowisz · Io · Europa · Ganimedes · Kallisto
Pierwszym statkiem kosmicznym, który zbadał Jowisza, był Pioneer 10 , który przeleciał obok planety w grudniu 1973 roku, a następnie Pioneer 11 dwanaście miesięcy później. Pioneer 10 uzyskał pierwsze w historii zdjęcia z bliska Jowisza i jego galileuszowych księżyców ; statek kosmiczny zbadał atmosferę planety, wykrył jej pole magnetyczne , zaobserwował pasy promieniowania i ustalił, że Jowisz jest głównie płynem. Pioneer 11 wykonał swoje najbliższe podejście, w odległości około 34 000 km od wierzchołków chmur Jowisza, 4 grudnia 1974 roku. Uzyskał dramatyczne obrazy Wielkiej Czerwonej Plamy , wykonał pierwszą obserwację ogromnych obszarów polarnych Jowisza i określił masę księżyca Jowisza Callisto . Informacje zebrane przez te dwa statki kosmiczne pomogły astronomom i inżynierom ulepszyć konstrukcję przyszłych sond, aby skuteczniej radzić sobie ze środowiskiem wokół gigantycznej planety.
Program Voyager (1979)
Voyager 1 rozpoczął fotografowanie Jowisza w styczniu 1979 roku i zbliżył się do niego 5 marca 1979 roku, w odległości 349 000 km od centrum Jowisza. To bliskie podejście pozwoliło uzyskać większą rozdzielczość obrazu, chociaż krótki czas przelotu oznaczał, że większość obserwacji księżyców Jowisza , pierścieni , pola magnetycznego i środowiska promieniowania została wykonana w okresie 48 godzin obejmującym podejście, mimo że Voyager 1 kontynuował fotografowanie planety. do kwietnia. Wkrótce po nim pojawił się Voyager 2 , który zbliżył się najbliżej 9 lipca 1979 r., 576 000 km od wierzchołków chmur planety. Sonda odkryła pierścień Jowisza, zaobserwowała zawiłe wiry w jego atmosferze, zaobserwowała aktywne wulkany na Io , proces analogiczny do tektoniki płyt na Ganimedesie, oraz liczne kratery na Kallisto.
The Voyager misje znacznie poprawiła nasze rozumienie Galilejskich księżyce, a także odkrył pierścieni Jowisza. Zrobili także pierwsze zbliżenia atmosfery planety , ukazując Wielką Czerwoną Plamę jako złożoną burzę poruszającą się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Inne mniejsze burze i wiry zostały znalezione w pasmach chmur (patrz animacja po prawej). Dwa nowe, małe satelity, Adrastea i Metis , zostały odkryte na orbicie tuż poza pierścieniem, co czyni je pierwszymi księżycami Jowisza zidentyfikowanymi przez statek kosmiczny. Trzeci nowy satelita, Thebe , został odkryty pomiędzy orbitami Amalthei i Io.
Odkrycie aktywności wulkanicznej na Księżycu Io było największym nieoczekiwanym odkryciem misji, ponieważ po raz pierwszy zaobserwowano aktywny wulkan na ciele niebieskim innym niż Ziemia. Razem Voyagers zarejestrowali erupcję dziewięciu wulkanów na Io, a także dowody na inne erupcje mające miejsce między spotkaniami Voyagera.
Europa pokazała dużą liczbę przecinających się obiektów liniowych na zdjęciach o niskiej rozdzielczości z Voyagera 1 . Początkowo naukowcy sądzili, że te cechy mogą być głębokimi pęknięciami spowodowanymi przez szczeliny w skorupie lub procesy tektoniczne . Zdjęcia w wysokiej rozdzielczości z sondy Voyager 2 , wykonanej bliżej Jowisza, wprawiły naukowców w zakłopotanie, ponieważ cechy na tych zdjęciach prawie całkowicie brakowało rzeźby topograficznej . Skłoniło to wielu do zasugerowania, że te pęknięcia mogą być podobne do kry lodowej na Ziemi i że Europa może mieć płynne wodne wnętrze. Europa może być wewnętrznie aktywna z powodu ogrzewania pływowego na poziomie około jednej dziesiątej poziomu Io, w wyniku czego uważa się, że księżyc ma cienką skorupę o grubości mniejszej niż 30 kilometrów (19 mil) lodu wodnego, prawdopodobnie unoszącego się na ocean o głębokości 50 km (31 mil).
Ulisses (1992)
8 lutego 1992 roku sonda słoneczna Ulysses przeleciała obok północnego bieguna Jowisza w odległości 451 000 km. Ten manewr przechylenia był niezbędny, aby Ulisses osiągnął bardzo wysoką orbitę nachyloną wokół Słońca, zwiększając jej nachylenie do ekliptyki do 80,2 stopnia. Grawitacja gigantycznej planety wygięła tor lotu sondy w dół i od płaszczyzny ekliptyki, umieszczając go na końcowej orbicie wokół północnego i południowego bieguna Słońca. Rozmiar i kształt orbity sondy zostały skorygowane w znacznie mniejszym stopniu, tak że jej aphelium pozostawało w przybliżeniu 5 AU (odległość Jowisza od Słońca), podczas gdy jej peryhelium leżało nieco powyżej 1 AU (odległość Ziemi od Słońca). Podczas spotkania z Jowiszem sonda wykonała pomiary magnetosfery planety . Ponieważ sonda nie miała kamer, nie wykonano żadnych zdjęć. W lutym 2004 sonda ponownie dotarła w okolice Jowisza. Tym razem odległość od planety była znacznie większa – około 120 milionów km (0,8 AU) – ale umożliwiło to dalsze obserwacje Jowisza.
Cassini (2000)
W 2000 roku sonda Cassini , w drodze na Saturna , przeleciała obok Jowisza i dostarczyła jedne z obrazów o najwyższej rozdzielczości, jakie kiedykolwiek wykonano. Najbliżej zbliżył się 30 grudnia 2000 roku i wykonał wiele pomiarów naukowych. Podczas wielomiesięcznego przelotu wykonano około 26 000 zdjęć Jowisza. Wyprodukował najbardziej szczegółowy światowy, kolorowy portret Jowisza, w którym najmniejsze widoczne cechy mają średnicę około 60 km (37 mil).
Głównym odkryciem przelotu, ogłoszonym 5 marca 2003 r., była cyrkulacja atmosferyczna Jowisza. Ciemne pasy występują na przemian z jasnymi strefami w atmosferze, a strefy, z ich bladymi chmurami, były wcześniej uważane przez naukowców za obszary wypływającego powietrza, częściowo dlatego, że na Ziemi chmury mają tendencję do tworzenia się przez wznoszące się powietrze. Analiza zdjęć Cassini wykazała, że ciemne pasy zawierają pojedyncze komórki burzowe wznoszących się jasnobiałych chmur, zbyt małych, by można je było zobaczyć z Ziemi. Anthony Del Genio z NASA „s Goddard Institute for Space Studies powiedział, że«Pasy muszą być obszary sieciowej rośnie ruch powietrza na Jowiszu, [więc] ruch netto w strefach musi być zatopienie».
Inne obserwacje atmosferyczne obejmowały wirujący ciemny owal wysokiej mgły atmosferycznej, mniej więcej wielkości Wielkiej Czerwonej Plamy , w pobliżu północnego bieguna Jowisza. Obrazy w podczerwieni ujawniły aspekty cyrkulacji w pobliżu biegunów, z pasmami wiatrów otaczających kulę ziemską i sąsiednimi pasmami poruszającymi się w przeciwnych kierunkach. W tym samym ogłoszeniu omówiono również naturę pierścieni Jowisza . Rozpraszanie światła przez cząstki w pierścieniach pokazało, że cząstki miały nieregularny kształt (a nie kuliste) i prawdopodobnie powstały jako wyrzuty z uderzeń mikrometeorytów na księżyce Jowisza, prawdopodobnie na Metis i Adrasteę . 19 grudnia 2000 roku sonda Cassini wykonała zdjęcie księżyca Himalia w bardzo niskiej rozdzielczości , ale był on zbyt odległy, aby pokazać jakiekolwiek szczegóły powierzchni.
Nowe Horyzonty (2007)
New Horizons sonda, w drodze do Plutona , przeleciał przez Jowisza o grawitacji Assist i została uruchomiona pierwsza sonda bezpośrednio w kierunku Jowisza od Ulissesa w 1990. Jego Long Range Reconnaissance Imager (Lorri) zajęła pierwsze fotografie Jowisza w dniu 4 września 2006. Statek kosmiczny rozpoczął dalsze badania systemu Jowisza w grudniu 2006 roku i zbliżył się do niego 28 lutego 2007 roku.
Chociaż blisko Jowisza, New Horizons " instrumenty sprawiło rafinowany pomiary orbit wewnętrznych księżyców Jowisza, zwłaszcza Amalthea . Kamery sondy mierzyły wulkany na Io , szczegółowo badały wszystkie cztery księżyce galileuszowe i przeprowadziły dalekosiężne badania zewnętrznych księżyców Himalii i Elary . Statek badał również Małą Czerwoną Plamę Jowisza oraz magnetosferę planety i system cienkich pierścieni.
W dniu 19 marca 2007 r. komputer do obsługi poleceń i danych doświadczył nienaprawialnego błędu pamięci i zrestartował się, powodując przejście statku kosmicznego w tryb awaryjny. Statek w pełni odzyskał siły w ciągu dwóch dni, z pewną utratą danych na ogonie magnetycznym Jowisza. Ze spotkaniem nie były powiązane żadne inne zdarzenia utraty danych. Ze względu na ogromne rozmiary systemu Jowisza i względną bliskość systemu Jowisza do Ziemi w porównaniu z bliskością Plutona do Ziemi, New Horizons przesłało na Ziemię więcej danych ze spotkania z Jowiszem niż ze spotkania z Plutonem .
Misje Orbitera
Galileusz (1995–2003)
Pierwszym statkiem kosmicznym, który okrążył Jowisza, był orbiter Galileo , który wszedł na orbitę wokół Jowisza 7 grudnia 1995 roku. Okrążał planetę przez ponad siedem lat, wykonując 35 okrążeń, zanim został zniszczony podczas kontrolowanego zderzenia z Jowiszem 21 września 2003 r. W tym okresie zebrał dużą ilość informacji o systemie Jowisza; ilość informacji nie była tak duża, jak zamierzano, ponieważ rozmieszczenie anteny nadawczej o dużym wzmocnieniu nie powiodło się. Najważniejsze wydarzenia podczas ośmioletniego badania obejmowały wielokrotne przeloty w pobliżu wszystkich księżyców Galileusza , a także Amalthei (pierwszej sondy, która to zrobiła). Był także świadkiem uderzenia komety Shoemaker-Levy 9, gdy zbliżyła się do Jowisza w 1994 roku i wysłania sondy atmosferycznej w atmosferę Jowisza w grudniu 1995 roku.
Kamery na statku kosmicznym Galileo obserwowały fragmenty komety Shoemaker-Levy 9 między 16 a 22 lipca 1994 roku, gdy zderzyły się z południową półkulą Jowisza z prędkością około 60 kilometrów na sekundę . Była to pierwsza bezpośrednia obserwacja pozaziemskiego zderzenia obiektów Układu Słonecznego . Podczas gdy zderzenia miały miejsce po stronie Jowisza ukrytej przed Ziemią, Galileusz , znajdujący się wówczas w odległości 1,6 AU od planety, był w stanie zobaczyć zderzenia w momencie ich wystąpienia. Jego instrumenty wykryły kulę ognia, która osiągnęła szczytową temperaturę około 24 000 K , w porównaniu z typową temperaturą chmur Jowisza wynoszącą około 130 K (-143 ° C), z pióropuszem kuli ognia osiągającym wysokość ponad 3000 km.
Sonda atmosferyczna została wypuszczona ze statku kosmicznego w lipcu 1995 roku, wchodząc w atmosferę planety 7 grudnia 1995 roku. Po zniżeniu z dużą prędkością w atmosferę Jowisza sonda odrzuciła pozostałości swojej osłony termicznej i zrzuciła na spadochronie 150 km atmosferę, zbierając dane przez 57,6 minuty, zanim zostanie zmiażdżona przez ciśnienie i temperaturę, którym została poddana (około 22 razy większa od normalnej ziemskiej, w temperaturze 153 °C). Potem stopiłoby się i prawdopodobnie wyparowało. Sam orbiter Galileo doświadczył szybszej wersji tego samego losu, kiedy został celowo skierowany na planetę 21 września 2003 r. z prędkością ponad 50 km/s, aby uniknąć jakiejkolwiek możliwości zderzenia i zanieczyszczenia Europy .
Do najważniejszych wyników naukowych misji Galileo należą:
- pierwsza obserwacja chmur amoniaku w atmosferze innej planety — atmosfera tworzy cząsteczki lodu amoniakowego z materii wydobywającej się z niższych głębokości;
- potwierdzenie rozległej aktywności wulkanicznej na Io — która jest 100 razy większa niż ta znaleziona na Ziemi; ciepło i częstotliwość erupcji przypominają wczesną Ziemię;
- obserwacja złożonych interakcji plazmy w atmosferze Io, które wytwarzają ogromne prądy elektryczne, które łączą się z atmosferą Jowisza;
- dostarczanie dowodów na poparcie teorii, że pod lodową powierzchnią Europy istnieją oceany w stanie ciekłym;
- pierwsze wykrycie silnego pola magnetycznego wokół satelity ( Ganymede );
- dowody danych magnetycznych sugerujące, że Europa, Ganimedes i Callisto mają warstwę cieczy i słonej wody pod widoczną powierzchnią;
- dowody na cienką warstwę atmosferyczną na Europie, Ganimedesie i Kallisto, znaną jako "powierzchniowa egzosfera ";
- zrozumienia z formacji pierścieni Jupiter (kurz wykluczony jako międzyplanetarnych meteoroidami które rozbić do planety cztery małe księżyce wewnętrzne ) oraz obserwacji dwóch pierścieni zewnętrznych i możliwość oddzielnego pierścienia wzdłuż Amalthea orbity „S;
- identyfikacja globalnej struktury i dynamiki magnetosfery gigantycznej planety .
11 grudnia 2013 r. NASA poinformowała, na podstawie wyników misji Galileo , o wykryciu na lodowej skorupie Europy , księżyca Jowisza, „ minerałów glinopodobnych ” (w szczególności krzemianów warstwowych ), często związanych z materiałami organicznymi . Według naukowców obecność minerałów mogła być wynikiem zderzenia z asteroidą lub kometą .
Juno (2016)
NASA wystrzeliła Juno 5 sierpnia 2011 r., aby szczegółowo zbadać Jowisza. Wszedł on do polarnego orbitę Jowisza 5 lipca 2016. Sonda bada planetę „s kompozycję, pole grawitacyjne , pole magnetyczne i magnetosfery polarnej . Juno poszukuje również wskazówek na temat formowania się Jowisza, w tym tego, czy planeta ma skaliste jądro, ilość wody obecnej w głębokiej atmosferze oraz rozkład masy na planecie. Juno bada również głębokie wiatry na Jowiszu, które mogą osiągać prędkość 600 km/h.
Odkrywca lodowego księżyca Jowisza (2022)
ESA „s Jupiter Icy Moon Explorer (SOK) został wybrany jako część programu Cosmic Vision science ESA. Oczekuje się, że wystartuje w 2022 r., a po serii przelotów w wewnętrznym Układzie Słonecznym przybędzie w 2031 r. W 2012 r. Europejska Agencja Kosmiczna wybrała JUpiter ICy moon Explorer (JUICE) jako swoją pierwszą dużą misję, zastępując jej wkład w EJSM, orbiter Jupiter Ganimedes (JGO). Partnerstwo dla misji Europa Jupiter System od tego czasu zakończyło się, ale NASA będzie nadal wnosić do europejskiej misji sprzęt i instrumenty.
Proponowane misje
Europa Clipper jest misją NASA proponuje skupić się na studiach księżyc Jowisza Europa . W marcu 2013 r. zatwierdzono fundusze na „preformulację i/lub działania związane z opracowywaniem misji, która spełnia cele naukowe nakreślone dla misji Jupiter Europa w najnowszym dziesięcioletnim przeglądzie planetarnym”. Proponowana misja miałaby wystartować na początku lat 20. i dotrzeć do Europy po 6,5-letnim rejsie. Statek kosmiczny przeleciałby 32 razy w pobliżu Księżyca, aby zminimalizować uszkodzenia spowodowane promieniowaniem.
Chiny ogłosiły plany rozpoczęcia swojej pierwszej misji na Jowisz (wstępnie nazwanej Gan De ) w 2029 roku z datą przybycia przed 2036 rokiem.
Rosja ogłosiła również plany wystrzelenia sondy w kierunku Jowisza z potencjalną datą wystrzelenia w 2030 roku za pomocą holownika o napędzie jądrowym o nazwie Zeus. Misja potrwa 50 miesięcy, wykonując przelot obok Księżyca i Wenus, zanim dotrze do Jowisza i jednego z jego księżyców.
Anulowane misje
Ze względu na możliwość występowania podpowierzchniowych ciekłych oceanów na księżycach Jowisza: Europie , Ganimedesie i Kallisto , zainteresowanie szczegółowymi badaniami lodowych księżyców było duże. Trudności w finansowaniu opóźniły postępy. Europa Orbiter była planowana misja NASA, aby Europa, który został odwołany w 2002. Jego głównymi celami zawartymi określenia obecności lub braku oceanu podpowierzchniowych i identyfikowania miejsc kandydujących do misji przyszłość Lander. NASA JIMO ( Jowisz Icy Moons Orbiter ), który został odwołany w 2005 roku, oraz europejska misja Jovian Europa Orbiter były również badane, ale zostały zastąpione przez misję Europa Jupiter System .
Misja Europa Jupiter System (EJSM) była wspólną propozycją NASA / ESA w zakresie eksploracji Jowisza i jego księżyców. W lutym 2009 roku ogłoszono, że obie agencje kosmiczne nadały tej misji priorytet przed misją Titan Saturn System . Propozycja obejmowała datę wystrzelenia około 2020 roku i składa się z kierowanego przez NASA Jupiter Europa Orbiter oraz kierowanego przez ESA Jupiter Ganymede Orbiter . Wkład ESA napotkał konkurencję o finansowanie ze strony innych projektów ESA. Jednak Jupiter Europa Orbiter (JEO), wkład NASA, został uznany przez Planetary Decadal Survey za zbyt kosztowny. Badanie poparło tańszą alternatywę dla JEO.
Eksploracja człowieka
Podczas gdy naukowcy potrzebują dalszych dowodów, aby określić zasięg skalistego jądra Jowisza, jego księżyce galileuszowe stanowią potencjalną okazję do przyszłych badań przez człowieka.
Szczególnymi celami są Europa, ze względu na jej potencjał do życia, oraz Callisto, ze względu na stosunkowo niską dawkę promieniowania. W 2003 roku NASA zaproponowała program o nazwie Human Outer Planet Exploration (HOPE), który obejmował wysyłanie astronautów do zbadania księżyców Galileusza. NASA przewidziała możliwą próbę w latach 40. XX wieku. W polityce Vision for Space Exploration ogłoszonej w styczniu 2004 r. NASA omówiła misje poza Marsem, wspominając, że „ludzka obecność badawcza” może być pożądana na księżycach Jowisza. Zanim misja JIMO została odwołana, administrator NASA Sean O'Keefe stwierdził, że „ludzie odkrywcy pójdą za nimi”.
Potencjał do kolonizacji
NASA spekulowali na temat możliwości wydobycie atmosfer planet zewnętrznych, szczególnie dla helu-3 , a izotop z helem , który jest rzadki na Ziemi i może mieć bardzo wysoką wartość na jednostkę masy jako termojądrowej paliwa. Fabryki stacjonujące na orbicie mogły wydobywać gaz i dostarczać go do odwiedzających statki. Jednak system Jowisza ogólnie stwarza szczególne wady dla kolonizacji z powodu silnych warunków promieniowania panujących w magnetosferze Jowisza i szczególnie głębokiej studni grawitacyjnej planety . Jowisz dostarczałby około 36 Sv (3600 rem) dziennie do nieosłoniętych kolonistów na Io i około 5,4 Sv (540 rem) dziennie do nieosłoniętych kolonistów w Europie , co jest decydującym aspektem ze względu na fakt, że już ekspozycja na około 0,75 Sv w ciągu kilku dni wystarczy, aby spowodować zatrucie popromienne, a około 5 Sv w ciągu kilku dni jest śmiertelne.
| Księżyc | rem /dzień |
|---|---|
| Io | 3600 |
| Europa | 540 |
| Ganimedes | 8 |
| Kallisto | 0,01 |
| Ziemia (maks.) | 0,07 |
| Ziemia (średnia) | 0,0007 |
Ganimedes jest największym księżycem Układu Słonecznego i jedynym znanym księżycem Układu Słonecznego z magnetosferą , ale to nie chroni go przed promieniowaniem kosmicznym w godnym uwagi stopniu, ponieważ jest zacieniony przez pole magnetyczne Jowisza. Ganimedes otrzymuje około 0,08 Sv (8 rem) promieniowania dziennie. Callisto znajduje się dalej od silnego pasa radiacyjnego Jowisza i podlega tylko 0,0001 Sv (0,01 rem) dziennie. Dla porównania, średnia ilość promieniowania pobieranego na Ziemi przez żywy organizm wynosi około 0,0024 Sv rocznie; najwyższe naturalne poziomy promieniowania na Ziemi odnotowuje się wokół gorących źródeł Ramsar na poziomie około 0,26 Sv rocznie.
Jednym z głównych celów wybranych przez badanie HOPE było Callisto. Zaproponowano możliwość budowy bazy powierzchniowej na Kallisto ze względu na niski poziom promieniowania w jego odległości od Jowisza i jego stabilność geologiczną. Callisto jest jedynym satelitą galileuszowym, na którym możliwe jest osiedlenie się ludzi. Poziomy promieniowania jonizującego na Io, Europie i długoterminowej na Ganimedesie są wrogie ludzkiemu życiu, a odpowiednie środki ochronne nie zostały jeszcze opracowane.
Możliwe byłoby zbudowanie bazy powierzchniowej, która produkowałaby paliwo do dalszej eksploracji Układu Słonecznego. W 1997 roku Artemis Project opracował plan kolonizacji Europy . Zgodnie z tym planem odkrywcy mieliby drążyć europejską skorupę lodową, wchodząc do postulowanego podpowierzchniowego oceanu, gdzie zamieszkiwaliby sztuczne kieszenie powietrzne.
Zobacz też
- Eksploracja Merkurego
- Eksploracja Wenus
- Eksploracja Marsa
- Eksploracja Saturna
- Eksploracja Urana
- Eksploracja Neptuna
Bibliografia
Zewnętrzne linki
|
Zasoby biblioteczne dotyczące Eksploracji Jowisza |