Tiêu điểm trên Ganymede, mục tiêu chính của Juice

Tại sao lại tập trung vào Ganymede?

Có một số lý do chính mà Juice sẽ tham gia vào Ganymede.

Đầu tiên, Ganymede được cho là có một đại dương mặn bên dưới lớp vỏ băng giá của nó. Đại dương này có thể đủ lớn để bao quanh toàn bộ hành tinh, mặc dù chúng ta không chắc nó trông như thế nào. Nó bao gồm những gì, và nó sâu như thế nào? Một trong những mục tiêu chính của Juice tại Ganymede là khám phá vùng nước này, đồng thời so sánh nó với các mặt trăng mang đại dương khác của Sao Mộc để có được bức tranh rõ ràng hơn về những thế giới này là môi trường sống tiềm năng cho sự sống.

Ganymede cũng hiển thị tương tác phức tạp với môi trường không gian xung quanh Sao Mộc, một trong những vùng dữ dội và năng động nhất trong Hệ Mặt trời. Nó cũng là mặt trăng duy nhất – và là một trong ba thiên thể rắn duy nhất – trong Hệ Mặt trời tự tạo ra nội tại của chính nó. từ trường. Làm thế nào nó làm điều này? Điều gì thúc đẩy và duy trì máy phát điện bên trong của Ganymede, và tại sao chúng ta không nhìn thấy nó trên các mặt trăng khác?

Từ trường của Ganymede tạo thành một bong bóng từ tính nhỏ (từ quyển) tồn tại trong từ quyển lớn hơn của chính Sao Mộc; bong bóng này liên tục tương tác với các trường điện từ và vật chất nóng, bị ion hóa (plasma) tràn ngập khu vực và tạo ra cực quang mạnh. Juice sẽ đo từ trường và điện trường, các hạt năng lượng, nguyên tử và phân tử cũng như các quá trình nhìn thấy xung quanh Ganymede, đồng thời giải mã cách chúng tương tác với môi trường, vành đai bức xạ và các mặt trăng khác của Sao Mộc. Điều này rất cần thiết nếu chúng ta muốn hiểu các vệ tinh hình thành, phát triển và tồn tại như thế nào không chỉ trong hệ thống Sao Mộc, mà còn trong hệ thống khí khổng lồ ở những nơi khác trong vũ trụ.

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, Ganymede giữ một vị trí độc tôn trong hệ thống Sao Mộc xét về khả năng của nó. địa chất và tiến hóacung cấp một cửa sổ vào lịch sử của hệ thống trong vài tỷ năm.

Bề mặt phức tạp của mặt trăng có độ tuổi rất khác nhau và có cả địa hình cũ, lỗ chỗ nhìn thấy trên Callisto và sự tái tạo bề mặt nhẹ hơn, mượt mà hơn nhìn thấy trên Europa. Bằng cách nghiên cứu Ganymede đặc điểm bề mặt, do đó, các nhà khoa học có thể hiểu rõ hơn về cách các tác động từ không gian và các quá trình địa chất như kiến ​​tạo đã hình thành nên các mặt trăng của Sao Mộc theo thời gian. Điều này bao gồm lập bản đồ của Ganymede thành phần bề mặt – đặc biệt là ở những khu vực có thể có dấu vết của các quá trình trong quá khứ như phong hóa không gian, hoạt động băng giá và kiến ​​tạo – và xác định các tính chất vật lý của mặt trăng vỏ băngđược cho là dày tới 130 km.

Juice sẽ làm điều này như thế nào?

Nước trái cây là một nhiệm vụ duy nhất. Nó sẽ là tàu vũ trụ đầu tiên quay quanh một mặt trăng khác với mặt trăng của chúng ta và cũng là tàu vũ trụ đầu tiên thay đổi quỹ đạo từ một hành tinh khác sang một trong các mặt trăng của nó (Sao Mộc thành Ganymede). Đầu tiên, nó sẽ quay quanh Sao Mộc, thực hiện nhiều chuyến bay ngang qua các mặt trăng của hành tinh này – bao gồm 12 vệ tinh của Ganymede – khi nó bay vòng quanh hành tinh khí khổng lồ. Sau đó, Juice sẽ nhảy qua Ganymede và bắt đầu nghiên cứu chuyên sâu về mặt trăng. (Thông tin thêm về hành trình của Juice tới Sao Mộc.)

Juice sẽ đo cách Ganymede quay, lực hấp dẫn và địa vật lý, hình dạng và cấu trúc bên trong, từ trường và bầu khí quyển, thành phần và khoáng vật học, lớp vỏ băng giá và các đặc điểm bề mặt, sự phát thải của nó vào không gian và tương tác với môi trường xung quanh, và đặc biệt là, đại dương dưới bề mặt của nó. Nó sẽ lần đầu tiên hoàn thành ‘chụp cắt lớp’ Ganymede, quan sát nó từ nhiều góc độ để tái tạo lại hình ảnh bên trong của nó và đánh giá các đặc tính sinh học của mặt trăng (các yếu tố được cho là thiết yếu về mặt sinh học, mặc dù không đủ đối với sự sống: ví dụ bao gồm carbon , oxy, magie, sắt và nước lỏng).

Tàu vũ trụ sẽ thăm dò từng lớp riêng lẻ của Ganymede: lõi của nó (được cho là chất lỏng và giàu sắt), lớp phủ (đá và băng giá), đại dương mặn, vỏ băng, từ quyển và bầu khí quyển mong manh (bao gồm cả lớp ngoài cùng – ngoại quyển). Để làm được điều này, tàu vũ trụ được trang bị 10 công cụ khoa học tối tân, cũng như một thí nghiệm (PRIDE) và một thiết bị theo dõi bức xạ (RADEM). Trọng tải này sẽ giải quyết các mục tiêu khoa học của sứ mệnh bằng cách thu được các quan sát viễn thám (từ xa), tại chỗ (‘tại chỗ’) và quan sát địa vật lý.

Dưới đây là một số mục tiêu của Juice liên quan đến Ganymede, với (các) công cụ liên quan được chỉ định trong ngoặc đơn.

Nước ép sẽ…

• Đo các thành phần của Ganymede từ trường (J-MAG)
• quan sát các hạt năng lượng được tìm thấy ở đó và tiết lộ cách chúng tương tác với cả từ quyển của Sao Mộc và bề mặt của Ganymede (RPWI, PEP, RADEM)
• Khám phá Ganymede’s cực quang (sự kết hợp của viễn thám – UVS, MAJIS và JANUS – và các thiết bị tại chỗ)
• Đo mật độ và thành phần hóa học của ganymede mong manh khí quyển và tầng điện ly (PEP, 3GM, PRIDE, RIME và tất cả các thiết bị viễn thám)
• Nêu đặc điểm thành phần và tính chất vật lí của bề mặt Ganymede (MAJIS, UVS, SWI và 3GM ở chế độ radar hai tĩnh), bao gồm lập bản đồ toàn bộ bề mặt của nó ở độ phân giải 100 đến 400 m mỗi pixel và nghiên cứu địa chất của mặt trăng (JANUS)
• Bản đồ khu vực quan tâm ở độ phân giải không gian và quang phổ cao (thiết bị viễn thám, radar và GALA), đồng thời đo địa hình và độ nhám của vùng bề mặt (GALA)
• Có được lần đầu tiên trực tiếp dưới bề mặt các phép đo của Ganymede với radar xuyên băng (RIME)
• Đặc trưng cho đại dương dưới bề mặt bằng cách đo thủy triều bề mặt (GALA), trường hấp dẫn của Ganymede (3GM) và cảm ứng từ của mặt trăng (J-MAG). Các phép đo radar thụ động với RIME và RPWI cũng được dự kiến.
• Nghiên cứu cấu trúc bên trong của Ganymede bằng cách đo trường trọng lực và chuyển động quay của nó (3GM, GALA, JANUS)
• Xác định mặt trăng vị trí chính xác trong hệ thống sao Mộc (3GM, PRIDE, JANUS).

Nhìn chung, Juice sẽ vẽ nên một bức tranh mới và hoàn chỉnh về Ganymede và vị trí của nó trong hệ thống Sao Mộc.