Пошук життя і секретів Всесвіту: навіщо людство запустило місію до Юпітера

У п'ятницю, 14 квітня, Європейська космічна агенція (ЄКА) запустила космічну місію JUICE (від англійської назви JUpiter ICy moons Explorer – дослідник крижаних місяців Юпітера), яка шукатиме відповідь на одне з найбільш інтригуючи питань: чи існують умови для життя за межами Землі. Головна ціль місії –дослідити крижані супутники Юпітера – Ганімед, Європу та Каллісто та дізнатися, чи є ймовірність того, що у їхніх океанах приховане інопланетне життя.

Вчені намагаються отримати відповідь на питання про те, чи зародження життя на Землі було унікальним випадком і чи можуть існувати умови для життя у світах, що сформувалися навколо газових гігантів.

Попри те, що зонд прибуде до системи Юпітера лише у 2031 році, вчені уже сподіваються отримати революційні дані. Подробиці в статті для The Conversation розповіла Кароль Ларігодері з Національного центру космічних досліджень (CNES), яка є заступницею директора з проєктів у галузі наук про Всесвіт та керівницею французькою частини проєкту JUICE.

Ракета з малюнком українки

JUICE отримав зелене світло від чиновників всього 11 років тому і, попри пандемію COVID, яка сплутала вченим усі карти, ракета опинилася на стартовому майданчику всього лише з 9-місячним запізнення. Цікаво, що ракета, окрім різноманітних офіційних логотипів, була прикрашена малюнком українки Ярини Закалюжної. 2021 року тоді 8-річна дівчинка виграла конкурс малюнків Juice up your rocket, оголошений ЄКА.

Ярина Закалюжна малюнок на ракеті зонд JUICE Юпітер

На фінансування проєкту було виділено 1 мільярд євро в рамках програми ЄКА "Космічне бачення". Загалом же учасникам програми стали щонайменше 13 країн ЄС, а також Сполучені Штати, Японія та Ізраїль.

Зонд має розмах крил 28 метрів, антену зв'язку довжиною 2,5 метра. Вага – майже 6 тонн на старті (більша частина – пальне, яке буде витрачено на маневрування зонда) і оснащений десятьма приладами, загальною вагою менше 280 кг.

Ларігодері зазначає, що місія JUICE має знайти (чи принаймні, спробувати) відповіді на два запитання:

як формуються планети і зароджується життя?
як виник нинішній Всесвіт і з чого він складається?

Життя поза Землею

Юпітер є найбільшою планетою сонячної системи, довкола якої кружляють від 82 до 95 супутників – більше, ніж у будь-якої іншої планети. При чому значна частина цих супутників була відкрита за два останніх десятиліття.

Про те, що на супутниках Юпітера спостерігається діяльність, яка може свідчити про існування органіки, вчені дізналися завдяки космічному телескопу "Габбл" та зондам NASA "Вояджер", "Галілео" та "Юнона".

Ще 1995 року "Галілео" виявив воду на місяцях Юпітера. Тоді вчені отримали дані про те, що гігантські рідкі океани були виявлені на крижаних супутниках – Каллісто, Європа та Ганімед, а також на вулканічному супутнику Іо.

Майже 20 років по тому, у 2014 році, "Хаббл" виявив на Європі гейзери, основи яких виявилися вкритими солями, в тому числі карбонатами. Тому вчені підозрюють, що Європа може відповідати чотирьом критеріям придатності для життя:

вуглець, водень, кисень, азот (CHON) – основи для для живих істот;
вода у рідкому стані;
енергія, що забезпечує розвиток життя;
стабільне середовище (орбіта, обертання, середні температури...).

Основна мета – Ганімед

Ганімед, окрім гігантського океану, в якому могли зародитися живі організми, має магнітне поле, аналогічне до існуючого на Землі. Це є важливим, оскільки таке поле захищає живі організми на планеті від космічних променів та радіаційних часток.

Юпітер та його супутники – Іо, Європа, Ганімед та Каллісто

Автостопом по Сонячній системі

Дев'ятирічний політ JUICE до Юпітера буде не лише тривалим, але й зі своїми поворотами та прискореннями. Для цього космічний апарат "чіплятиметься" за чотири різні планети та супутники, які змінять та пришвидшать його траєкторію. Це дозволить йому заощадити пальне.

Місія JUICE має й своєрідного "супротивника". Усі 9 років космічному апарату доведеться боротися з найвищим у Сонячній системі рівнем радіації. Саме тому його електронні модулі були розміщені в порожнинах та захищені свинцевим екраном.

На JUICE також чекають температурні гірки: поряд з Венерою він "насолоджуватиметься" спекою у +250°C, а уже наближаючись до Юпітера "зимуватиме" при -230°C. Щоб підтримувати стабільну внутрішню температуру, космічний апарат покрили багатошаровою теплоізоляцією з сірого кремнієво-алюмінієвого сплаву, за що зонд отримав прізвисько "срібний красень".

"Зелений" космос

Розробникам зонда також довелося придумати, як забезпечити роботу апарату поблизу Юпітера, де він отримуватиме сонячної енергії у 25 разів менше, ніж якби літав довкола Землі. Можна було використати радіоактивні батареї, але Європа, на відміну від США, Росії та Китаю, не здатна виробляти їх в промислових масштабах, тож від цієї ідеї відмовилися.

Натомість JUICE отримав величезні сонячні панелі, площа яких складає 85 метрів квадратних. Вони забезпечуватимуть потужність 1000 Вт, які дозволять працювати усім приладам на апараті. На Землі з такою потужністю працює хіба що невеличкий фен.

Не лише Юпітер

Серед приладів на борту зонда є спектрометр (MAJIS), який дозволить отримати зображення Місяця (повз який пролітатиме JUICE) та Юпітера, а також визначати фізико-хімічний склад поверхні супутника Землі.

MAJIS також вивчатиме їхні крижані покриви та рідку воду, що дозволить вченим визначити місця посадки для майбутніх досліджень, а також оцінити структуру і динаміку атмосфери Юпітера.