I dati tecnici della missione Juice (Jeo-Jgo-Joi-Eoi)

Ariane-5ECA

JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer), è una sonda di Giove pianificata, selezionata da ESA come la prima missione di grande impatto del programma dell'ESA Cosmic Vision 2015-2025.                                                                                                                                                   Punta ad indagare Giove e le sue grandi lune ghiacciate Callisto, Ganimede ed Europa. JUICE entrerà in orbita attorno a Ganimede durante la sua missione. JUICE prima noto come l’JGO (Jupiter Ganymede Orbiter), l'elemento di collegamento del progetto congiunto ESA NASA / ESA EJSM (Europa Mission Jupiter System). JEO (Jupiter Europa Orbiter) è l'elemento della NASA della congiunta missione NASA / ESA EJSM (Europa Jupiter System Mission). È progettato per seguire le principali scoperte delle missioni Galileo e Voyager sulla luna di Giove, Europa, specialmente nel suo oceano. JEO sarebbe stato costruito per resistere all'intensa radiazione in orbita di Europa e consisterebbe in un sistema orbitante con 11 strumenti scientifici progettati per un'ampia mappatura di Europa. Sulla strada per Europa, JEO visiterebbe il sistema gioviano e farebbe osservazioni frequenti di Giove, dei suoi satelliti e del suo ambiente. La missione sorella fornita da ESA è JGO. Nell'ambito dei temi e degli obiettivi dell'EJSM, la JEO si concentrerà sul suo sub-obiettivo: esplorare Europa per indagare sulla sua abitabilità. Mentre l'obiettivo principale di JEO è quello di orbitare attorno ad Europa, il ritorno scientifico comprende l'intero sistema gioviano, in particolare per quanto riguarda la potenzialità abitativa di Europa. JEO comprende esclusivamente i sorvoli di Io e Europa, e comprende sorvoli anche di Ganymede e Callisto, insieme a ~ 2,5 anni osservando l'atmosfera di Giove, la magnetosfera e gli anelli. Il team predisposto dalla NASA-ESA (JJSDT) ha sviluppato obiettivi scientifici, misurazioni, carico utile del modello e valutazioni di valore scientifico per l'elemento JEO dell'EJSM. Il modello verrà utilizzato per valutare la fattibilità degli obiettivi scientifici e consentire le stime dei costi del sistema. Il carico utile effettivo che deve supportare il modello è stato annunciato dalla NASA nel 2011.                                                               Obiettivi scientifici: oceano di Europa da caratterizzare l'estensione dell'oceano e la sua relazione con l'interno più profondo. Guscio di ghiaccio di Europa: caratterizzare il guscio di ghiaccio e tutte le acque sotterranee, compresa la loro eterogeneità e la natura dello scambio di ghiaccio in superficie. La chimica di Europa: determinare le composizioni superficiali e chimiche globali, in particolare per quanto riguarda l'abitabilità. Geologia di Europa: comprendere la formazione delle caratteristiche superficiali, inclusi i siti di attività recenti o attuali e identificare e caratterizzare i siti candidati per l'esplorazione futura, in situ. Sistema di Giove: capire Europa nel contesto del sistema  di Giove. JEO verrebbe lanciato nel febbraio 2020 su un Atlas-5 (551)

Atlas-5

e, usando una traiettoria balistica con assistenti di gravità Venus-Terra-Terra (VEEGA), arriverebbe su Giove nel dicembre 2025. Jupiter Orbit Insertion (JOI) inizierebbe un  tour gioviano di 30 mesi. Il tour di sistema seguito da una fase di mappatura scientifica di 9 mesi dopo l'inserimento nell'orbita Europa (EOI) nel luglio del 2028. L'orbiter avrebbe infine influenzato la superficie di Europa dopo aver sofferto di danni dovuti alla radiazione o esaurendo il carburante di manutenzione dell'orbita. I punti salienti del giro Gioviano e della fase di mappatura Europa includono: esempio di Tour Gioviano: incontrare Io, forse includendo un volo su un cono vulcanico, Europa viene incontrato prima da EOI,  incontrando poi Ganymede, per esaminare la magnetosfera di Ganymede,  incontrando infine Callisto, almeno con un sorvolo vicino alla zona polare.                                            Monitoraggio continuo magnetosferico, controllo regolare dell'atmosfera di Io e di Giove.           Dopo la cancellazione della missione NASA sorella JEO , è stato rinominato Juice. Nel luglio 2015 è stato scelto Airbus Difesa e Spazio.  Sarà lanciato nel 2022 dallo spazio-porto europeo di Kourou, nella Guiana francese, su un Ariane-5ECA , arrivando a Giove nel 2030 passando almeno tre anni a fare osservazioni dettagliate. Diversi satelliti galileiani di Giove - Io vulcanico, Europa ghiacciato e Ganimede che con Callisto si presentano con un misto di rocce-ghiaccio - sono  tutti aspetti che rendono il sistema gioviano, come se fosse un sistema solare in miniatura a sé stante. Con Europa, Ganimede e Callisto tutti pensati per ospitare oceani interni, la missione studierà le lune come potenziali habitat per la vita, affrontando due temi chiave della Vision Cosmic: quali sono le condizioni per la formazione dei pianeti e l'emergere della vita, e come lavora nel sistema solare? JUICE osserverà continuamente l'atmosfera e la magnetosfera di Giove, e l'interazione dei satelliti galileiani con il pianeta gigante gassoso. Si visiterà Callisto, l'oggetto più cosparso pesantemente da crateri del sistema solare, e per due volte si sorvolerà  Europa. JUICE farà le prime misurazioni dello spessore della crosta ghiacciata di Europa e individuerà i siti candidati per la futura esplorazione in situ. La sonda entrerà finalmente in orbita intorno a Ganimede nel 2032, dove si studierà la superficie ghiacciata e la struttura interna della Luna, compreso il suo oceano sotto la superficie. Ganimede è l'unica luna del sistema solare conosciuto per generare il proprio campo magnetico, e Juice osserverà le interazioni magnetiche e del suo plasma che sono davvero unici con la magnetosfera di Giove nel dettaglio. I principali driver di progettazione di questa navicella sono legati alla grande distanza dal Sole, l'uso di generazione di energia solare, e l'ambiente della dura radiazione erogata da Giove. Le inserzioni nell’orbita di Giove e Ganimede associate al gran numero di manovre di sorvolo (più di 25 assist gravità e sorvoli) richiedono che la navicella debba  trasportare circa 3000 kg di propellente chimico. La grande distanza dalla Terra si traduce in un tempo di andata e ritorno del segnale, fino a 1h 46 m, che richiedono un'attenta pre-pianificazione e l'esecuzione autonoma delle operazioni dalla sonda. Inoltre, il veicolo spaziale sarà dotato di un'antenna ad alto guadagno ~ 3 m di diametro per fornire almeno 1,4 GB al giorno di capacità di collegamento e di download. L’alloggio payload avrebbe preso in considerazione la necessità di schermatura contro le radiazioni e per soddisfare le esigenze dei singoli strumenti. La missione JUICE si concentra su Ganimede e Callisto, insieme a due passaggi vicino Europa, e rimane quindi fuori dalle principali fasce di radiazione di Giove per la maggior parte delle operazioni di missione. Ciò significa che la schermatura può essere utilizzata come protezione primaria per l'elettronica di bordo. Verrà generata energia dai pannelli solari in combinazione proprio per la grande distanza dal Sole, con grandi pannelli solari aventi un area, di solito circa 60 - 75 m ² . Poiché l'ambiente di radiazione è dominato da elettroni, i pannelli solari possono essere utilizzati per fornire energia elettrica, con celle solari GaAs ottimizzate per condizioni “bassa intensità / bassa temperatura”. Questi gli strumenti per la missione JUICE:

·       Altimetro laser: deformazione Tidal di Ganimede; morfologia di superficie delle lune caratteristiche.

·       Esperimenti radio science: stato interno di Ganimede, la presenza di un oceano profondo e altre anomalie gravitazionali. Proprietà superficiali di Ganimede e Callisto. La scienza atmosferica a Giove, Ganimede, Europa e Callisto, e degli anelli di Giove.

·       Il radar per l’esperimento Icy Luna Exploration (RIME),

un radar di ghiaccio penetrante,  uno strumento chiave per il raggiungimento della scienza innovativa sulla geologia, condotto dall'Agenzia Spaziale Italiana (ASI). Jet Propulsion Laboratory della NASA (JPL), a Pasadena, in California, fornisce i sottosistemi chiave verso lo strumento, progettato per penetrare la superficie delle lune ghiacciate di Giove e conoscere meglio la loro struttura del sottosuolo. Lo strumento si concentrerà su Callisto, Ganimede,  Europa, per determinare i meccanismi di formazione e processi interni che si verificano per produrre corpi idrici nel sottosuolo. Su Europa, lo strumento cercherà anche zone sottili di ghiaccio e luoghi con l'attività più geologica, come piume.

·       Visibile-IR Iperspettrale Imaging Spectrometer: composizione di componenti non a base di acqua-ghiaccio su Ganimede, Europa e Callisto; stato e cristallinità di ghiaccio d'acqua. Su Giove: monitoraggio delle caratteristiche della nube troposferica, caratterizzazione delle specie minori, proprietà degli aerosol, punti caldi e aurore.

·       Spettrografo ultravioletti (UVS) per osservare le dinamiche e chimica atmosferica del sistema gioviano, compresi i suoi satelliti ghiacciati e luna vulcanica Io. Con il pianeta Giove, la squadra strumento spera di saperne di più sulla struttura verticale della sua stratosfera e determinare la relazione tra cambiamento delle condizioni magnetosferiche alle strutture aurorali osservate. Lo strumento è fornito dal Southwest Research Institute (SwRI)

·       Narrow Angle Camera: processi geologici su scala locale su Ganimede, Europa e Callisto; immagini di Giove dinamiche e della struttura della sua famigerata nube rossa

·       Ampio angolo della videocamera: la morfologia globale della superficie Ganimede. Globale per la morfologia scala regionale della superficie Callisto e Europa

·       Magnetometro:  campo magnetico intrinseco di Ganimede e la sua interazione con il campo di Giove. Induzione di campo magnetico come prova per riscontrare il sottosuolo oceano su Ganimede, Europa e Callisto.

·       Pacchetto per analizzare le particelle dell'ambiente (PEP) è un insieme di sei sensori guidati dall'Istituto Svedese di Astrofisica (IRF), in grado di fornire una mappa 3-D del sistema plasma che circonda Jupiter. Uno dei sei sensori, PEP-Hi

, viene fornito dalla Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory di Laurel, Maryland, ed è composto da due componenti separati conosciuti come Joee e JENI. Mentre Joee si concentra principalmente sullo studio della magnetosfera di Ganimede, le osservazioni di Jeni riveleranno la struttura e la dinamica della nube a forma di ciambella di gas e del plasma che circonda Europa.

·       Strumento onda submillimetrica : dinamica della stratosfera di Giove; profili verticali di velocità del vento e della temperatura; composizione e struttura dell’esosfera di Ganimede, Europa e Callisto.

·       Radio e strumento onda Plasma: Ganimede: esosfera e magnetosfera; Callisto ed Europa: campo magnetico e l'ambiente di plasma indotto; magnetosfera di Giove e le interazioni satellitari.