Az Európai Űrügynökség Cosmic Vision programjának célkitűzése, hogy segítsen négy nagy kérdés megválaszolásában, amelyek régóta foglalkoztatják a csillagászokat, illetve az egész emberiséget:

• Milyen feltételek szükségek a bolygók formálódásásához és az élet megjelenéséhez?
• Hogyan működik a Naprendszer?
• Melyek az univerzum legalapvetőbb fizikai törvényei?
• Hogyan alakult ki az univerzum és miből áll?

A csillagászati megfigyeléseket a Naprendszer objektumainak helyszíni, alaposabb feltérképezése segítheti, amelyeket szondák és robotok által valósítanak meg az űrügynökségek, de egy-egy misszió előkészítése nem könnyű feladat, a galaxis távolabbi régiónak eléréséhez ugyanis sok évtizeddel előre kell tervezni és a földivel összehasonlítva jóval extrémebb körülményeknek, például sugárzásnak, ellenálló berendezéseket fejleszteni.

A Cosmic Vision 2015-2025 küldetéseinek első nagyszabású missziója a JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) is a hosszú távú missziók közé tartozik: az űrprogramot már egy évtizede, 2012-ben válogatták be a Cosmic Vision projektjei közé és azóta zajlik a kereskedelmi partnerek kiválasztása, a szonda tervezése, a tudományos berendezések készítése és integrálása és az űreszköz tesztelése. A misszió az eredeti tervek szerint 2022 májusában vette volna kezdetét, de végül 2023. április 13-át jelölték ki az indítás időpontjának, amelynek élő közvetítését a Wigner Fizikai Kutatóközpont szakembereivel együtt kísértük volna figyelemmel, azonban a startot elhalasztották a nem megfelelő időjárási viszonyok és a villámlás kockázata miatt. A kutatóktól azonban többet is megtudhattunk a JUICE eszközeinek magyar fejlesztéseiről a 13-án tartott előadások során.

Today's launch is postponed because of lightning risk. See you tomorrow! https://t.co/S6tUKukJDX

— ESA (@esa) April 13, 2023

A JUICE szonda célpontja a Jupiternek és holdjainak környéke, amelyeket legalább három éven keresztül térképez majd fel, miközben rekordszámú alkalommal, 35-ször repül majd el a holdak mellett - ebből 12-szer a Ganümédész, 21-szer a Kallisztó, 2-szer az Europa mellett. Ahogy azt Dr. Szalai Sándor, a Wigner FK professzor emeritusa és Dr. Bebesi Zsófia, a kutatóközpont tudományos főmunkatársa elmondták, az Europát azért közelíti meg ilyen óvatosan a szonda, mert az égitestet a Jupiternek köszönhetően rendkívül erős sugárzás éri, naponta körülbelül 5.4 Sv, ami könnyen a vesztét okozhatja a közelébe kerülő elektronikus műszereknek és kikezdheti az űreszköz anyagait. A gázóriás legalább 92 holdat tudhat magáénak (ennyit fedeztek fel eddig a csillagászok), de ezek közül a Cosmic Vision kérdéseinek megválaszolása szempontjából a legérdekesebbnek a jeges holdak három legnagyobbika: a Europa, a Ganümédész és a Kallisztó ígérkezik, ezért a szonda ezeket fogja vizsgálni tíz tudományos műszerével.

A berendezések között több is található, amelyet magyar részvétellel készítettek el: a PEP (Particle Environment Package), a J-MAG magnetométer és a PRIDE (Planetary Radio Interferometer & Doppler Experiment).

• A PEP részecskedetektor egy több részből álló plazmafizikai műszeregyüttes, amelynek PEP-Hi és PEP-Lo egységeit külön fejlesztették, előbbit amerikai, utóbbit európai mérnökök és a magyar szakértők utóbbinak alacsony feszültségű tápegységeit készítették el. A műszeregyüttes összességében a tervezett nyolc helyett végül hat szenzort tartalmaz: Szalai Sándor elmondása szerint az utolsó pillanatban történő változtatások a berendezés struktúráját illetően nem könnyítették meg a munkát, amely több országból származó kutatók együttműködésben készült. A PEP magyar építésű tápegységeinek, a NU_DCC-nek és a JDC_DCC-nek a feladata, hogy négy szenzor (elektron- és iondetektor, semlegesatom-analizátor és két ion-tömegspektrométer) és két DPU (adatfeldolgozó egység) áramellátását biztosítsa. A detektor fontos feladatot kap a misszió során: ezzel gyűjtik az adatokat többek között a Jupiter magnetoszférájáról, a magnetoszféra plazmájának és a holdak felszínéről induló részecskéknek az interakciójáról, az ionok és elektronok eloszlásáról a Jupiter környezetében és a holdak exoszférájának összetételéről.
• A J-MAG (JUICE-Magnetometer) magnetométert a londoni Imperial College vezetésével készítették el Magyarország, Ausztria és Németország közreműködésével. A berendezés szintén a Jupiter környezetének mágneses terével kapcsolatos méréseket végez majd, beleértve a Ganümédész magnetoszféráját is, ami az egyetlen olyan ismert hold a Naprendszerben, amely saját mágneses térrel rendelkezik. A J-MAG-hoz a Wigner FK kutatói állítottak össze olyan adatbázist, amivel a fedélzeti szoftver működését lehet validálni, az SGF Kft. pedig a tesztelésekhez szükséges berendezést, az úgynevezett EGSE (Electrical Ground Support Equipment) egységet biztosította.
• A PRIDE kísérlet (Planetary Radio Interferometer & Doppler Experiment ) annyiban tér el az előző két berendezéssel végzett mérésektől, hogy nem tartozik hozzá saját, külön, dedikált műszer, hanem egy eleve a szonda részét képező eszközt használnak fel majd a kivitelezésére: a JUICE kapcsolattartásra szolgáló antennáját alkalmazzák ahhoz, hogy a szonda pontos helyzetét és sebességét meghatározzák. Ahogy azt Frey Sándor csillagász, a CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézetének tudományos főmunkatársa írta, a PRIDE-nak ugyan a fedélzeten nincs saját műszere, de a Földön annál több berendezéssel segítik a munkáját a kísérlet ugyanis rádiócsillagászati teleszkópok globális hálózatait használja. "A mérések célja az űrszonda égi helyzetének rendkívül pontos meghatározása a háttérben, jellemzően több milliárd fényévnyi távolságban lévő aktív galaxismagok (kvazárok) pozíciójához viszonyítva."

A JUICE misszió kiemelt célja a gázóriás speciális magnetoszférájának tanulmányozásán túl a földön kívüli élet kialakulásához szükséges feltételek feltérképezése, amihez a jeges holdak különösen ideális terepet biztosítanak a kutatások szerint. Ezeknek az égitesteknek a jégpáncélja alatt ugyanis valószínűsíthetően mély óceánok rejlenek, amelyeknek kiterjedése jóval nagyobb a földi óceánokénál is és az alattuk lévő kőzetekből származó anyagok, a víz jelenlétével együtt, alapot adhatnak a mikrobiális élet kialakulásának lehetőségéhez.

A Wigner FK munkatársainak, Dr. Németh Zoltánnak és Dr. Bebesi Zsófiának előadásából kiderült, hogy mi okozhatja a hatalmas óceánok megjelenését a Jupiter kísérőin: az árapály-fűtés jelensége, ami elegendő hőt generál ahhoz, hogy megolvassza a jégréteg belső részét (az IO holdon pedig ez felelhet a magma kialakulásáért). A több tíz kilométeres felső fagyott rész alatt így akár száz kilométer mély folyékony víz lehet és alatta a szilárd kőzetréteg. Az árapály-fűtés részben a Jupiter hatásának, részben a holdak egymással való interakciójának eredménye, amelyek keringés közben az egymásra ható gravitációs erők okozta rezonancia miatt alakulnak ki.

A JUICE misszió indulása után a szonda nyolc évig utazik a Jupiterhez: a hosszú út oka, hogy az űreszköznek el kell repülnie a Hold, a Vénusz és több alkalommal a Föld mellett, hogy elérje a körülbelül 715 millió kilometerre keringő Jupitert. A repülési idő ezzel a stratégiával ugyan rendkívül hosszúra nyúlik, de égitestek gravitációs erejének hatása fokozatosan növeli a szonda sebességét, így az a limitált mennyiségű üzemanyagával is képes lesz a küldetés kivitelezésére. Később, valamikor 2035-ben, a misszió utolsó szakaszában a JUICE lesz az első olyan űreszköz, ami pályára áll egy olyan hold körül, ami nem a Föld kísérője. A Ganümédész a Naprendszer legnagyobb holdja, méretében megelőzi a Merkúrt is és különleges magnetoszférája, valamint rejtett óceánja kiemelkedően érdekes célponttá teszi a kutatások során.

Az ESA a szondát az Ariane-5 rakétával Francia-Guyana-ból indítja a tervek szerint a mai napon, magyar idő szerint 14 óra 14 perckor. A közvetítés 13 óra 45 perckor kezdődik az űrügynökség Web TV-jén, illetve YouTube csatornáján.

(Fotó: ESA/ATG medialab, Wigner Fizikai Kutatóközpont, MPS/ESA/NASA, Getty Images/Mark Garlick/Science Photo Library)

Elindult az európai űrszonda, hogy élet után kutasson a Jupiter holdjain A JUICE az Európa, a Callisto és a Ganümédész fagyos, jéggel borított holdakat fogja vizsgálni, mert korábbi megfigyelő küldetések bizonyítékokat találtak arra, hogy felszínük alatt hatalmas óceánok lehetnek, amelyek vizében akár élet is kialakulhatott.