Erforschung des Jupiter - Exploration of Jupiter
Die Erforschung des Jupiter wurde durch genaue Beobachtungen durch automatisierte Raumfahrzeuge durchgeführt . Es begann mit der Ankunft von Pioneer 10 im Jovian-System im Jahr 1973 und wurde ab 2016 mit acht weiteren Raumfahrzeugmissionen fortgesetzt. Alle diese Missionen wurden von der National Aeronautics and Space Administration (NASA) durchgeführt, und alle bis auf zwei waren Vorbeiflüge, die detaillierte Beobachtungen machten , ohne zu landen oder in die Umlaufbahn zu gelangen. Diese Sonden machen Jupiter zum meistbesuchten der äußeren Planeten des Sonnensystems , da alle Missionen zum äußeren Sonnensystem Jupiter-Vorbeiflüge verwendet haben. Am 5. Juli 2016 traf die Raumsonde Juno ein und trat in die Umlaufbahn des Planeten ein – die zweite Raumsonde , die dies jemals tat. Ein Raumschiff zum Jupiter zu schicken ist schwierig, hauptsächlich aufgrund des hohen Treibstoffbedarfs und der Auswirkungen der rauen Strahlungsumgebung des Planeten.
Die erste Raumsonde, die Jupiter besuchte, war 1973 Pioneer 10 , ein Jahr später folgte Pioneer 11 . Abgesehen von den ersten Nahaufnahmen des Planeten entdeckten die Sonden seine Magnetosphäre und sein weitgehend flüssiges Inneres. Die Voyager 1 und Voyager 2 Sonden besuchen den Planeten 1979 und untersuchten ihre Monde und das Ringsystem , das die Entdeckung vulkanische Aktivität von Io und die Anwesenheit von Wasser Eis auf der Oberfläche von Europa . Ulysses untersuchte die Magnetosphäre des Jupiter 1992 und dann erneut im Jahr 2000. Die Cassini- Sonde näherte sich dem Planeten im Jahr 2000 und machte sehr detaillierte Bilder seiner Atmosphäre . Die Raumsonde New Horizons passierte 2007 Jupiter und machte verbesserte Messungen ihrer Parameter und ihrer Satelliten.
Die Raumsonde Galileo war die erste, die die Umlaufbahn um Jupiter erreichte, 1995 ankam und den Planeten bis 2003 untersuchte. Während dieser Zeit sammelte Galileo eine große Menge an Informationen über das Jupiter- System und näherte sich allen vier großen Galileischen Monden und auf drei von ihnen Beweise für dünne Atmosphären sowie die Möglichkeit von flüssigem Wasser unter ihrer Oberfläche zu finden. Es entdeckte auch ein Magnetfeld um Ganymed . Als er sich dem Jupiter näherte, erlebte er auch den Einfluss des Kometen Shoemaker-Levy 9 . Im Dezember 1995 schickte es als bisher einziges Raumschiff eine atmosphärische Sonde in die Jupiteratmosphäre.
Im Juli 2016 hat die 2011 gestartete Raumsonde Juno ihr Orbitalinsertionsmanöver erfolgreich abgeschlossen und befindet sich nun im Rahmen ihres laufenden wissenschaftlichen Programms im Orbit um Jupiter.
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) wählte die JUICE- Mission der L1-Klasse im Jahr 2012 als Teil ihres Cosmic Vision-Programms aus , um drei der Galileischen Monde des Jupiter mit einem möglichen Ganymed-Lander von Roscosmos zu erkunden . JUICE soll 2022 auf den Markt kommen.
Die indische Weltraumforschungsorganisation plant, in den 2020er Jahren die erste indische Mission zum Jupiter mit der geosynchronen Satellitenträgerrakete Mark III zu starten .
Die chinesische National Space Administration plant, um 2029 eine Orbiter-Mission zum Jupiter zu starten , um den Planeten und seine Monde zu erkunden.
Eine Liste früherer und bevorstehender Missionen zum äußeren Sonnensystem (einschließlich Jupiter) finden Sie im Artikel Liste der Missionen zu den äußeren Planeten .
Technische Voraussetzungen
Flüge von der Erde zu anderen Planeten im Sonnensystem sind mit hohen Energiekosten verbunden. Um Jupiter aus der Erdumlaufbahn zu erreichen, benötigt ein Raumschiff fast die gleiche Energiemenge, wie es braucht, um es überhaupt in die Umlaufbahn zu heben. In der Astrodynamik wird dieser Energieaufwand durch die Nettoänderung der Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs oder Delta-v definiert . Die Energie, die benötigt wird, um Jupiter von einer Erdumlaufbahn aus zu erreichen, erfordert ein Delta-v von etwa 9 km/s, verglichen mit 9,0 bis 9,5 km/s, um eine niedrige Erdumlaufbahn vom Boden aus zu erreichen . Schwerkraftunterstützung durch planetarische Vorbeiflüge (wie von der Erde oder der Venus ) kann verwendet werden, um den Energiebedarf ( dh den Treibstoff) beim Start zu reduzieren, auf Kosten einer deutlich längeren Flugdauer, um ein Ziel wie Jupiter im Vergleich zum direkten zu erreichen Flugbahn. Auf der Raumsonde Dawn wurden Ionentriebwerke mit einem Delta-V von mehr als 10 km/s verwendet . Dies ist mehr als genug Delta-V, um eine Jupiter-Fly-by-Mission aus einer Sonnenumlaufbahn mit dem gleichen Radius wie der der Erde ohne Schwerkraftunterstützung durchzuführen.
Ein großes Problem beim Senden von Raumsonden zum Jupiter besteht darin, dass der Planet keine feste Oberfläche zum Landen hat, da es einen glatten Übergang zwischen der Atmosphäre des Planeten und seinem flüssigen Inneren gibt. Alle Sonden, die in die Atmosphäre absteigen, werden schließlich durch den immensen Druck im Jupiter zerquetscht .
Ein weiteres wichtiges Problem ist die Strahlungsmenge , der eine Raumsonde aufgrund der rauen Umgebung geladener Teilchen um Jupiter ausgesetzt ist (für eine detaillierte Erklärung siehe Magnetosphäre des Jupiter ). Als sich beispielsweise Pioneer 11 dem Planeten am nächsten näherte, war die Strahlung zehnmal stärker als die Entwickler von Pioneer vorhergesagt hatten, was zu Befürchtungen führte, dass die Sonden nicht überleben würden. Mit ein paar kleinen Störungen gelang es der Sonde, die Strahlungsgürtel zu passieren , aber sie verlor die meisten Bilder des Mondes Io , da die Strahlung dazu geführt hatte, dass das bildgebende Fotopolarimeter von Pioneer falsche Befehle erhielt. Die nachfolgende und technologisch weitaus fortschrittlichere Raumsonde Voyager musste neu konstruiert werden, um mit den Strahlungswerten fertig zu werden. In den acht Jahren , in denen die Raumsonde Galileo den Planeten umkreiste, überstieg die Strahlendosis der Sonde ihre Konstruktionsspezifikationen bei weitem, und ihre Systeme versagten mehrmals. Die Gyroskope des Raumfahrzeugs wiesen oft erhöhte Fehler auf, und manchmal traten elektrische Lichtbögen zwischen seinen rotierenden und nicht rotierenden Teilen auf, was dazu führte , dass es in den abgesicherten Modus wechselte , was zu einem vollständigen Verlust der Daten der 16., 18. und 33. Umlaufbahn führte. Die Strahlung verursachte auch Phasenverschiebungen im ultrastabilen Quarzoszillator von Galileo .
Vorbeiflug-Missionen
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Pionierprogramm (1973 und 1974)
Pionier 11 · Jupiter · Io · Europa · Ganymed · Kallisto
Die erste Raumsonde, die Jupiter erforschte, war Pioneer 10 , die im Dezember 1973 am Planeten vorbeiflog, gefolgt von Pioneer 11 zwölf Monate später. Pioneer 10 erhielt die allerersten Nahaufnahmen von Jupiter und seinen Galileischen Monden ; die Raumsonde untersuchte die Atmosphäre des Planeten, entdeckte sein Magnetfeld , beobachtete seine Strahlungsgürtel und stellte fest, dass Jupiter hauptsächlich flüssig ist. Pioneer 11 näherte sich am 4. Dezember 1974 innerhalb von etwa 34.000 km den Wolkenspitzen des Jupiters am nächsten. Es erhielt dramatische Bilder des Großen Roten Flecks , machte die erste Beobachtung der riesigen Polarregionen des Jupiter und bestimmte die Masse von Jupiters Mond Callisto . Die von diesen beiden Raumfahrzeugen gesammelten Informationen halfen Astronomen und Ingenieuren, das Design zukünftiger Sonden zu verbessern, um die Umwelt um den riesigen Planeten besser zu bewältigen.
Voyager- Programm (1979)
Voyager 1 begann im Januar 1979 mit der Aufnahme von Jupiter und näherte sich am 5. März 1979 in einer Entfernung von 349.000 km vom Zentrum des Jupiter am nächsten. Diese nahe Annäherung ermöglichte eine größere Bildauflösung, obwohl die kurze Dauer des Vorbeiflugs bedeutete, dass die meisten Beobachtungen von Jupiters Monden , Ringen , Magnetfeld und Strahlungsumgebung innerhalb der 48-Stunden-Periode gemacht wurden, die die Annäherung einklammerte, obwohl Voyager 1 den Planeten weiterhin fotografierte bis April. Bald darauf folgte Voyager 2 , die sich am 9. Juli 1979 in 576.000 km Entfernung von den Wolkenspitzen des Planeten am nächsten näherte. Die Sonde entdeckte den Ring des Jupiter, beobachtete komplizierte Wirbel in seiner Atmosphäre, beobachtete aktive Vulkane auf Io , einen Prozess, der der Plattentektonik auf Ganymed analog ist , und zahlreiche Krater auf Callisto.
Die Voyager- Missionen haben unser Verständnis der Galileischen Monde erheblich verbessert und auch die Ringe des Jupiter entdeckt. Sie machten auch die ersten Nahaufnahmen der Atmosphäre des Planeten , die den Großen Roten Fleck als einen komplexen Sturm enthüllten, der sich gegen den Uhrzeigersinn bewegte. Andere kleinere Stürme und Wirbel wurden in den gebänderten Wolken gefunden (siehe Animation rechts). Zwei neue, kleine Satelliten, Adrastea und Metis , wurden in einer Umlaufbahn direkt außerhalb des Rings entdeckt, was sie zu den ersten von Jupiters Monden macht, die von einer Raumsonde identifiziert wurden. Ein dritter neuer Satellit, Thebe , wurde zwischen den Umlaufbahnen von Amalthea und Io entdeckt.
Die Entdeckung der vulkanischen Aktivität auf dem Mond Io war die größte unerwartete Entdeckung der Mission, da zum ersten Mal ein aktiver Vulkan auf einem anderen Himmelskörper als der Erde beobachtet wurde. Zusammen zeichneten die Voyagers den Ausbruch von neun Vulkanen auf Io sowie Beweise für andere Eruptionen zwischen den Voyager-Begegnungen auf.
Europa zeigte auf den Fotos mit niedriger Auflösung von Voyager 1 eine große Anzahl sich überschneidender linearer Merkmale . Zunächst glaubten die Wissenschaftler, dass es sich bei den Merkmalen um tiefe Risse handeln könnte, die durch Krustenrisse oder tektonische Prozesse verursacht wurden. Die hochauflösenden Fotos von Voyager 2 , die näher am Jupiter aufgenommen wurden, ließen die Wissenschaftler verwirrt zurück, da die Merkmale auf diesen Fotos fast vollständig an topografischem Relief fehlten . Dies führte dazu, dass viele vermuten, dass diese Risse den Eisschollen auf der Erde ähneln und dass Europa ein flüssiges Wasser im Inneren haben könnte. Europa kann aufgrund der Gezeitenerwärmung auf einem Niveau von etwa einem Zehntel des von Io intern aktiv sein , und als Ergebnis wird angenommen, dass der Mond eine dünne Kruste von weniger als 30 Kilometern (19 Meilen) dickem Wassereis hat, die möglicherweise auf dem Wasser schwimmt ein 50 Kilometer tiefer Ozean.
Odysseus (1992)
Am 8. Februar 1992 flog die Sonnensonde Ulysses in einer Entfernung von 451.000 km am Nordpol des Jupiter vorbei. Die Swing-by - Manöver wurde für erforderlich Ulysses eine sehr hoch zu erreichen Neigung der Umlaufbahn um die Sonne, seine Neigung zur Erhöhung der Ekliptik auf 80,2 Grad. Die Schwerkraft des Riesenplaneten lenkte die Flugbahn der Raumsonde nach unten und weg von der Ekliptikebene und brachte sie in eine letzte Umlaufbahn um den Nord- und Südpol der Sonne. Größe und Form der Umlaufbahn der Sonde wurden in einem viel geringeren Maße angepasst, sodass ihr Aphel bei etwa 5 AE (Entfernung des Jupiters von der Sonne) blieb, während ihr Perihel etwas über 1 AE (Entfernung der Erde von der Sonne) lag. Während ihrer Jupiter-Begegnung führte die Sonde Messungen der Magnetosphäre des Planeten durch . Da die Sonde keine Kameras hatte, wurden keine Bilder aufgenommen. Im Februar 2004 erreichte die Sonde erneut die Nähe von Jupiter. Diesmal war die Entfernung vom Planeten viel größer – etwa 120 Millionen km (0,8 AE) – aber es wurden weitere Beobachtungen von Jupiter gemacht.
Cassini (2000)
Im Jahr 2000 flog die Cassini- Sonde auf dem Weg zum Saturn am Jupiter vorbei und lieferte einige der hochauflösenden Bilder, die jemals vom Planeten aufgenommen wurden. Am 30. Dezember 2000 näherte es sich am nächsten und führte viele wissenschaftliche Messungen durch. Während des monatelangen Vorbeiflugs wurden etwa 26.000 Bilder von Jupiter aufgenommen. Es erzeugte das bisher detaillierteste globale Farbporträt von Jupiter, in dem die kleinsten sichtbaren Merkmale einen Durchmesser von etwa 60 km (37 Meilen) haben.
Ein wichtiger Befund des Vorbeiflugs, der am 5. März 2003 bekannt gegeben wurde, war die atmosphärische Zirkulation des Jupiter. In der Atmosphäre wechseln sich dunkle Gürtel mit hellen Zonen ab, und die Zonen mit ihren blassen Wolken wurden von Wissenschaftlern bisher als aufsteigende Luftgebiete angesehen, auch weil auf der Erde Wolken eher durch aufsteigende Luft gebildet werden. Die Analyse von Cassini- Bildern zeigte, dass die dunklen Gürtel einzelne Sturmzellen aus aufsteigenden hellweißen Wolken enthalten, die zu klein sind, um von der Erde aus gesehen zu werden. Anthony Del Genio von NASA ‚s Goddard Institute for Space Studies sagte , dass‚die Bänder die Bereiche Netz steigenden atmosphärischen Bewegung auf dem Jupiter sein muss, [so] die Nettobewegung in den Zonen werden muss versinkt‘.
Andere atmosphärische Beobachtungen umfassten ein wirbelndes dunkles Oval mit hohem atmosphärischem Dunst, etwa von der Größe des Großen Roten Flecks , in der Nähe des Nordpols des Jupiter. Infrarotbilder zeigten Aspekte der Zirkulation in der Nähe der Pole, mit Bändern von Winden, die die Erde umkreisen, und benachbarten Bändern, die sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Die gleiche Ankündigung diskutierten auch über die Natur der Jupiterringe . Lichtstreuung durch Partikel in den Ringen zeigte, dass die Partikel unregelmäßig geformt waren (eher als kugelförmig) und wahrscheinlich als Auswurf von Mikrometeoriteneinschlägen auf Jupiters Monden, wahrscheinlich auf Metis und Adrastea, entstanden . Am 19. Dezember 2000 nahm die Raumsonde Cassini ein sehr niedrig aufgelöstes Bild des Mondes Himalia auf , aber es war zu weit entfernt, um irgendwelche Oberflächendetails zu zeigen.
Neue Horizonte (2007)
Die New Horizons- Sonde flog auf dem Weg zum Pluto zur Schwerkraftunterstützung an Jupiter vorbei und war die erste Sonde, die seit dem Ulysses im Jahr 1990 direkt auf Jupiter zugeschossen wurde. Sein Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) machte seine ersten Fotos von Jupiter am 4. September. 2006. Die Raumsonde begann im Dezember 2006 mit weiteren Untersuchungen des Jupitersystems und näherte sich am 28. Februar 2007 am nächsten.
Obwohl sie sich in der Nähe von Jupiter befanden , machten die Instrumente von New Horizons verfeinerte Messungen der Umlaufbahnen der inneren Monde des Jupiter, insbesondere von Amalthea . Die Kameras der Sonde maßen Vulkane auf Io , untersuchten alle vier Galileischen Monde im Detail und führten Fernstudien der äußeren Monde Himalia und Elara durch . Das Raumschiff untersuchte auch den Kleinen Roten Fleck des Jupiter und die Magnetosphäre und das schwache Ringsystem des Planeten.
Am 19. März 2007 erfuhr der Command and Data Handling-Computer einen nicht korrigierbaren Speicherfehler und startete sich selbst neu, wodurch das Raumschiff in den abgesicherten Modus wechselte. Das Raumschiff erholte sich innerhalb von zwei Tagen vollständig, mit einigen Datenverlusten auf dem Magnetschweif des Jupiter. Der Begegnung wurden keine anderen Datenverlustereignisse zugeordnet. Aufgrund der immensen Größe des Jupiter-Systems und der relativen Nähe des Jupiter-Systems zur Erde im Vergleich zur Nähe von Pluto zur Erde schickte New Horizons mehr Daten von der Jupiter-Begegnung an die Erde als von der Pluto- Begegnung.
Orbiter-Missionen
Galilei (1995–2003)
Die erste Raumsonde, die Jupiter umkreiste, war der Galileo- Orbiter, der am 7. Dezember 1995 in eine Umlaufbahn um Jupiter ging. Er umkreiste den Planeten über sieben Jahre lang und machte 35 Umlaufbahnen, bevor er bei einem kontrollierten Einschlag mit Jupiter am 21. September 2003 zerstört wurde Während dieser Zeit sammelte sie eine große Menge an Informationen über das Jupiter-System; die Informationsmenge war nicht so groß wie beabsichtigt, weil der Einsatz seiner hochverstärkenden Funkantenne scheiterte. Zu den wichtigsten Ereignissen während der achtjährigen Studie gehörten mehrere Vorbeiflüge aller Galileischen Monde sowie Amalthea (die erste Sonde, die dies tat). Es war auch Zeuge des Einschlags des Kometen Shoemaker-Levy 9, als er sich dem Jupiter im Jahr 1994 näherte, und der Entsendung einer Atmosphärensonde in die Jupiteratmosphäre im Dezember 1995.
Kameras der Raumsonde Galileo beobachteten zwischen dem 16. und 22. Juli 1994 Fragmente des Kometen Shoemaker-Levy 9, als sie mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 Kilometern pro Sekunde mit der Südhalbkugel des Jupiter kollidierten . Dies war die erste direkte Beobachtung einer außerirdischen Kollision von Objekten des Sonnensystems . Während die Einschläge auf der von der Erde verborgenen Seite des Jupiter stattfanden, konnte Galileo , damals in einer Entfernung von 1,6 AE vom Planeten, die Einschläge so sehen, wie sie sich ereigneten. Seine Instrumente entdeckten einen Feuerball, der eine Spitzentemperatur von etwa 24.000 K erreichte , verglichen mit der typischen Jupiter-Wolkenspitzentemperatur von etwa 130 K (−143 °C), wobei die Wolke des Feuerballs eine Höhe von über 3.000 km erreichte.
Eine atmosphärische Sonde wurde im Juli 1995 von der Raumsonde abgesetzt und trat am 7. Dezember 1995 in die Atmosphäre des Planeten ein. Nach einem Abstieg mit hohem g in die Jupiter-Atmosphäre warf die Sonde die Überreste ihres Hitzeschildes ab und flog mit dem Fallschirm durch 150 km Atmosphäre und sammelte 57,6 Minuten lang Daten, bevor sie durch den Druck und die Temperatur, denen sie ausgesetzt war (etwa das 22-fache der Erdnormalen bei einer Temperatur von 153 °C), zerkleinert wurde. Es wäre danach geschmolzen und möglicherweise verdampft. Die Galileo - Orbiter selbst erlebte eine schnellere Version des gleichen Schicksals , wenn es absichtlich in die Planeten am 21. September 2003 mit einer Geschwindigkeit von über 50 km / s gesteuert wurde, um jede Möglichkeit den es Absturz in und verunreinigen zu vermeiden Europa .
Zu den wichtigsten wissenschaftlichen Ergebnissen der Galileo- Mission gehören:
- die erste Beobachtung von Ammoniakwolken in der Atmosphäre eines anderen Planeten – die Atmosphäre erzeugt Ammoniak-Eispartikel aus Material, das aus niedrigeren Tiefen aufsteigt;
- Bestätigung der umfangreichen vulkanischen Aktivität auf Io – die 100-mal größer ist als die auf der Erde gefundene; die Hitze und die Häufigkeit der Eruptionen erinnern an die frühe Erde;
- Beobachtung komplexer Plasmawechselwirkungen in der Atmosphäre von Io, die immense elektrische Ströme erzeugen, die sich an die Atmosphäre von Jupiter koppeln;
- Bereitstellung von Beweisen für die Stützung der Theorie, dass unter der eisigen Oberfläche Europas flüssige Ozeane existieren;
- erste Detektion eines starken Magnetfeldes um einen Satelliten ( Ganymede );
- magnetische Daten, die darauf hindeuten, dass Europa, Ganymed und Callisto eine flüssige Salzwasserschicht unter der sichtbaren Oberfläche aufweisen;
- Beweise für eine dünne atmosphärische Schicht auf Europa, Ganymed und Callisto, die als "oberflächengebundene Exosphäre " bekannt ist;
- Verständnis der Entstehung der Jupiterringe (durch Staub aufgewirbelt als interplanetare Meteoroiden, die in die vier kleinen inneren Monde des Planeten einschlagen ) und Beobachtung von zwei äußeren Ringen und der Möglichkeit eines separaten Rings entlang der Umlaufbahn von Amalthea ;
- Identifizierung der globalen Struktur und Dynamik der Magnetosphäre eines Riesenplaneten .
Am 11. Dezember 2013 berichtete die NASA, basierend auf Ergebnissen der Galileo-Mission , über den Nachweis von „ tonartigen Mineralien “ (insbesondere Schichtsilikate ), die oft mit organischen Materialien in Verbindung gebracht werden , auf der eisigen Kruste von Europa , dem Mond des Jupiter . Das Vorhandensein der Mineralien könnte laut den Wissenschaftlern das Ergebnis einer Kollision mit einem Asteroiden oder Kometen gewesen sein .
Juno (2016)
Die NASA startete Juno am 5. August 2011, um Jupiter im Detail zu untersuchen. Es trat am 5. Juli 2016 in eine polare Umlaufbahn des Jupiter ein. Die Raumsonde untersucht die Zusammensetzung des Planeten , das Gravitationsfeld , das Magnetfeld und die polare Magnetosphäre . Juno sucht auch nach Hinweisen auf die Entstehung von Jupiter, einschließlich ob der Planet einen felsigen Kern hat, wie viel Wasser in der tiefen Atmosphäre vorhanden ist und wie die Masse innerhalb des Planeten verteilt ist. Juno studiert auch die tiefen Winde des Jupiter, die Geschwindigkeiten von 600 km/h erreichen können.
Jupiter Eismond Explorer (2022)
ESA ‚s Jupiter Icy Mond Explorer (SAFT) wurde im Rahmen des ESA-Cosmic Vision Science - Programms ausgewählt. Es wird voraussichtlich 2022 starten und nach einer Reihe von Vorbeiflügen im inneren Sonnensystem 2031 eintreffen. Im Jahr 2012 wählte die Europäische Weltraumorganisation die JUpiter ICy moon Explorer (JUICE) als ihre erste große Mission und ersetzte ihren Beitrag zu EJSM, der Jupiter Ganymed Orbiter (JGO). Die Partnerschaft für die Europa-Jupiter-Systemmission ist inzwischen beendet, die NASA wird jedoch weiterhin Hardware und ein Instrument zur europäischen Mission beitragen.
Vorgeschlagene Missionen
Der Europa Clipper ist eine der NASA vorgeschlagene Mission, um sich auf die Erforschung des Jupitermondes Europa zu konzentrieren . Im März 2013 wurden Mittel bewilligt für "Vorformulierungs- und/oder Formulierungsaktivitäten für eine Mission, die die wissenschaftlichen Ziele erfüllt, die für die Jupiter-Europa-Mission in der neuesten planetarischen dekadischen Untersuchung skizziert wurden". Die geplante Mission soll Anfang der 2020er Jahre starten und Europa nach einer 6,5-jährigen Kreuzfahrt erreichen. Das Raumschiff würde 32 Mal am Mond vorbeifliegen, um den Strahlungsschaden zu minimieren.
China hat angekündigt, seine erste Mission zum Jupiter (vorläufig Gan De genannt ) im Jahr 2029 mit einem Ankunftsdatum vor 2036 zu starten .
Russland hat auch angekündigt, eine Sonde in Richtung Jupiter mit einem möglichen Startdatum im Jahr 2030 mit einem Atomschlepper namens Zeus zu starten. Die Mission wird 50 Monate dauern und einen Vorbeiflug am Mond und der Venus durchführen, bevor er Jupiter und einen seiner Monde erreicht.
Abgebrochene Missionen
Aufgrund der Möglichkeit von unterirdischen flüssigen Ozeanen auf den Jupitermonden Europa , Ganymed und Callisto besteht großes Interesse daran, die eisigen Monde im Detail zu untersuchen. Finanzierungsschwierigkeiten haben den Fortschritt verzögert. Der Europa Orbiter war eine geplante NASA-Mission nach Europa, die 2002 abgesagt wurde. Zu ihren Hauptzielen gehörte die Bestimmung des Vorhandenseins oder Fehlens eines unterirdischen Ozeans und die Identifizierung von Kandidatenstandorten für zukünftige Landermissionen. Die im Jahr 2005 eingestellte JIMO ( Jupiter Icy Moons Orbiter ) der NASA und eine europäische Jovian Europa Orbiter- Mission wurden ebenfalls untersucht, wurden jedoch durch die Europa Jupiter System Mission abgelöst .
Die Europa Jupiter System Mission (EJSM) war ein gemeinsamer Vorschlag der NASA und der ESA zur Erforschung des Jupiter und seiner Monde. Im Februar 2009 wurde bekannt, dass beide Weltraumbehörden dieser Mission Priorität vor der Titan Saturn System Mission eingeräumt hatten . Der Vorschlag beinhaltete einen Starttermin um 2020 und besteht aus dem von der NASA geführten Jupiter Europa Orbiter und dem von der ESA geführten Jupiter Ganymede Orbiter . Der Beitrag der ESA war auf Finanzierungskonkurrenz durch andere ESA-Projekte gestoßen. Der Jupiter Europa Orbiter (JEO), der Beitrag der NASA, wurde jedoch vom Planetary Decadal Survey als zu teuer erachtet. Die Umfrage unterstützte eine günstigere Alternative zu JEO.
Menschliche Erforschung
Während Wissenschaftler weitere Beweise benötigen, um die Ausdehnung eines felsigen Kerns auf Jupiter zu bestimmen, bieten seine Galileischen Monde die potenzielle Gelegenheit für zukünftige menschliche Erkundungen.
Besondere Ziele sind Europa wegen seines Lebenspotenzials und Callisto wegen seiner relativ geringen Strahlendosis. Im Jahr 2003 schlug die NASA ein Programm namens Human Outer Planets Exploration (HOPE) vor, bei dem Astronauten zur Erkundung der Galileischen Monde entsandt wurden. Die NASA hat einen möglichen Versuch irgendwann in den 2040er Jahren prognostiziert. In der im Januar 2004 angekündigten Vision for Space Exploration Policy diskutierte die NASA Missionen jenseits des Mars und erwähnte, dass eine "menschliche Forschungspräsenz" auf den Jupitermonden wünschenswert sein könnte. Bevor die JIMO-Mission abgesagt wurde, erklärte NASA-Administrator Sean O'Keefe, dass "menschliche Entdecker folgen werden".
Kolonisationspotential
Die NASA hat über die Durchführbarkeit der spekuliert Bergbau die Atmosphären der äußeren Planeten, insbesondere für Helium-3 , ein Isotop von Helium , das auf der Erde selten ist und einen sehr hohen Wert pro Einheit Masse als hätte thermonuklearen Kraftstoff. Im Orbit stationierte Fabriken könnten das Gas abbauen und an Besucherschiffe liefern. Das Jupiter- System im Allgemeinen bringt jedoch besondere Nachteile für die Kolonisation mit sich, da in der Magnetosphäre des Jupiter und der besonders tiefen Gravitationsquelle des Planeten strenge Strahlungsbedingungen herrschen . Jupiter würde etwa 36 Sv (3600 rem) pro Tag an ungeschirmte Kolonisten in Io und etwa 5,4 Sv (540 rem) pro Tag an ungeschirmte Kolonisten in Europa liefern , was ein entscheidender Aspekt ist, da bereits eine Exposition gegenüber etwa 0,75 Sv über einen Zeitraum von einigen Tagen reicht aus, um eine Strahlenvergiftung zu verursachen, und etwa 5 Sv über einige Tage sind tödlich.
| Mond | rem /Tag |
|---|---|
| Io | 3600 |
| Europa | 540 |
| Ganymed | 8 |
| Kallisto | 0,01 |
| Erde (max.) | 0,07 |
| Erde (Durchschn.) | 0,0007 |
Ganymed ist der größte Mond des Sonnensystems und der einzige bekannte Mond des Sonnensystems mit einer Magnetosphäre , aber dies schirmt ihn nicht in nennenswertem Maße vor kosmischer Strahlung ab , da er vom Magnetfeld des Jupiter überschattet wird. Ganymed erhält etwa 0,08 Sv (8 rem) Strahlung pro Tag. Callisto ist weiter von Jupiters starkem Strahlungsgürtel entfernt und unterliegt nur 0,0001 Sv (0,01 rem) pro Tag. Zum Vergleich: Die durchschnittliche Strahlungsmenge, die ein lebender Organismus auf der Erde aufnimmt, beträgt etwa 0,0024 Sv pro Jahr; die höchsten natürlichen Strahlungswerte der Erde werden in der Nähe der heißen Quellen von Ramsar mit etwa 0,26 Sv pro Jahr gemessen .
Eines der Hauptziele der HOPE-Studie war Callisto. Die Möglichkeit, auf Callisto eine Oberflächenbasis zu errichten, wurde aufgrund der geringen Strahlungswerte in seiner Entfernung vom Jupiter und seiner geologischen Stabilität vorgeschlagen. Callisto ist der einzige Galileische Satellit, auf dem eine menschliche Besiedlung möglich ist. Die Werte der ionisierenden Strahlung auf Io, Europa und langfristig auf Ganymed sind lebensfeindlich, und angemessene Schutzmaßnahmen müssen noch entwickelt werden.
Es könnte möglich sein, eine Oberflächenbasis zu bauen, die Treibstoff für die weitere Erforschung des Sonnensystems produzieren würde. 1997 entwarf das Artemis-Projekt einen Plan zur Kolonisierung Europas . Nach diesem Plan würden Forscher in die europäische Eiskruste bohren und in den postulierten unterirdischen Ozean eindringen, wo sie künstliche Lufttaschen bewohnen würden.
Siehe auch
- Erforschung von Merkur
- Erkundung der Venus
- Erforschung des Mars
- Erkundung von Saturn
- Erkundung von Uranus
- Erkundung von Neptun
Verweise
Externe Links
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Bibliothek Ressourcen über Exploration von Jupiter |