تتجه مهمة عصير يوروبا إلى كوكب المشتري وأقماره

كوكب المشتري ، ملك النظام الشمسي ، سيستقبل ضيفًا آليًا جديدًا.

انطلقت مركبة جوبيتر القمرية الجليدية ، أو جوس ، صباح الجمعة من مركز غيانا للفضاء في كورو ، غيانا الفرنسية ، على الساحل الشمالي الشرقي لأمريكا الجنوبية. تم تأجيل الإطلاق الأصلي ، المقرر يوم الخميس ، بعد اكتشاف البرق بالقرب من موقع الإطلاق.

تحسن الطقس يوم الجمعة وانطلقت المركبة الفضائية على متن صاروخ آريان 5 بشكل لا تشوبه شائبة. بعد نصف ساعة ، ودّع جوس المرحلة الثانية من الصاروخ وانطلق في الرحلة الطويلة.

كوكب المشتري ، أكبر كوكب يدور حول الشمس ، رائع بحد ذاته ، لكن أقماره الضخمة هي الجائزة النهائية. بعضها عبارة عن قطع من الصخور المتجمدة قد تخفي محيطات من الحياة تحت سطحها. يهدف Juice ، من وكالة الفضاء الأوروبية أو ESA ، إلى دراسة ثلاثة من أقمار المشتري عن كثب: Callisto و Europa و Ganymede.

قال جوزيف أشباكر ، رئيس وكالة الفضاء الأوروبية: “هذه واحدة من أكثر المهام إثارة التي قمنا بها على الإطلاق في النظام الشمسي ، وهي بالتأكيد الأكثر تعقيدًا”.

تزن المركبة الفضائية الأوروبية ستة أطنان ، وتحمل 10 أدوات علمية متقدمة لدراسة الأقمار والتقاط الصور. كوكب المشتري ليس الهدف الأساسي للبعثة. بدلاً من ذلك ، تهدف إلى دراسة جانيميد ، أكبر قمر في النظام الشمسي ، وقمرين آخرين ، يوروبا وكاليستو.

لكن الوصول إلى كوكب المشتري سيستغرق أكثر من ثماني سنوات ، مع سلسلة من الاهتزازات أو الجاذبية التي تساعد على تجاوز كوكب الزهرة والمريخ والأرض لمنح المركبة الفضائية الدفعة التي ستحتاجها لدخول مدار المشتري في يوليو 2031.

عندما يصل جوس أخيرًا إلى كوكب المشتري ، سوف يطير مرارًا وتكرارًا عبر الأقمار الثلاثة في مدار دائري ، ويبقى بعيدًا عن أحزمة الإشعاع الخطيرة للكوكب العملاق أثناء قيامه بجمع البيانات. تم التخطيط لما مجموعه 35 رحلة طيران حيث تبحث المركبة الفضائية عن إشارات مغناطيسية وأدلة أخرى لتأكيد وجود وحجم المحيطات التي تنساب تحت سطح القمر. وسوف يتتبع أيضًا كيفية تحرك الأجزاء الخارجية للأقمار استجابةً لجاذبية المشتري ، والتي من المحتمل أن تتأثر بالمحيطات الجوفية.

القمر الذي قد يكون واعدًا في البحث عن الحياة هو أوروبا. يعتقد علماء الفلك أن محيطه على اتصال مباشر بأرضية صخرية ، والتي يمكن أن توفر الغذاء والطاقة للحياة مع اندلاع الفتحات الحرارية المائية. سيقوم جوس برحلتين أوروبيتين.

ستقوم المركبة الفضائية أيضًا بإجراء 21 رحلة طيران لكاليستو ، والتي قد تحتوي أيضًا على محيط مالح ولكنها تعتبر أقل قدرة على دعم الحياة.

لكن الهدف الأساسي لمهمة Juice هو استكشاف Ganymede ، وهو قمر كبير جدًا لدرجة أنه أكبر من كوكب عطارد. يجب أن يسمح مدار المركبة الفضائية حول نظام جوفيان بالتقاط المركبة الفضائية في مدار حول جانيميد في ديسمبر 2034 – أول مركبة فضائية تدور حول قمر في النظام الشمسي الخارجي. بدءًا من حوالي 3100 ميل فوق السطح ، سينخفض ​​ارتفاع المركبة الفضائية تدريجياً إلى ما يزيد قليلاً عن 300 ميل في عام 2035 – وربما أقل ، إذا سمح الوقود بذلك.

قال جوزيبي ساري ، مدير مشروع Juice في وكالة الفضاء الأوروبية: “إذا كان لدينا دافع كافٍ ، مما يعني أننا قمنا برحلة جيدة إلى كوكب المشتري دون مشاكل كثيرة ، فسنخفض المدار إلى حوالي 150 ميلاً”.

سيسمح المدار حول جانيميد للعلماء بفهم خصائص القمر بطريقة معقدة. إنه القمر الوحيد في النظام الشمسي المعروف أن له مجاله المغناطيسي الخاص ، ربما من قلب الحديد السائل مثل كوكبنا. قال الدكتور دوهرتي: “إذا كنت تقف على سطح جانيميد وكان لديك إبرة بوصلة ، فستشير إلى القطب الشمالي كما لو كنت على الأرض. نريد أن نفهم السبب”.

يجب أن يكون العصير قادرًا على تمييز البنية الداخلية لـ Ganymede ، بما في ذلك حجم ومدى محيطه. بل يجب أن يكون قادرًا على قياس محتوى الملح في المحيط الناتج عن المعادن المتداولة داخله ، والتي يمكن أن توفر الغذاء للحياة. وأشار دوجيرتي: “نحاول معرفة مصدر الأملاح”.

يختلف محيط غانيميد بشكل كبير عن محيط يوروبا ، لكنه قد يظل صالحًا للسكنى.

قال الدكتور دوجيرتي: “لكي تعيش أنت بحاجة إلى ماء سائل ومصدر حرارة ومادة عضوية. إذا أكدنا أو رفضنا هذه الأشياء الثلاثة ، فقد فعلنا ما قلنا أننا سنفعله”.

ستنتهي المهمة في نهاية عام 2035 بهبوط تحطم على سطح جانيميد ، ما لم يتم اكتشاف خلال المهمة يشير إلى أنها قد تلوث محيط القمر.

ما هي البعثات الأخرى التي ستستكشف كوكب المشتري؟

العصير ليس المهمة الوحيدة لاستكشاف كوكب المشتري وأقماره.

تدور جونو ، وهي مهمة تابعة لوكالة ناسا ، حول كوكب المشتري منذ عام 2016. وكان تركيزها منصبًا على الكوكب نفسه بدلاً من أقماره ، على الرغم من أنها أكملت مؤخرًا عدة رحلات طيران قريبة من أوروبا وجانيميد ، وستطير قريبًا عبر الجزيرة البركانية.

ولكن من المتوقع أيضًا أن يتم التغلب على Juice أمام العدالة من خلال مهمة جديدة أخرى تابعة لوكالة ناسا ، وهي Europa Clipper ، والتي ستطلق في أكتوبر 2024. ومن المقرر أن تصل إلى نظام Jovian في أبريل 2030 ، نظرًا لمركبة الإطلاق الأكثر قوة ، SpaceX Falcon Heavy صاروخ ، لكن لا توجد منافسة ؛ المهمتان تهدفان إلى العمل معًا.

قال الدكتور أشباتشر: “ستكون هناك مركبتان فضائيتان في نفس الوقت تنظران إلى كوكب المشتري وأقماره. هناك الكثير من العلوم التي يمكن اكتسابها من ذلك.”

ولدت كلتا المهمتين في عام 2008 استجابةً لذلك نتائج مثيرة من مركبة الفضاء جاليليو التابعة لناساالتي دارت حول كوكب المشتري من عام 1995 إلى عام 2003.

وقالت لويز بروكتر من مختبر جونز هوبكنز للفيزياء التطبيقية ، وهي جزء من فريق يوروبا كليبر: “وجد جاليليو هذه الإشارة المغناطيسية المثيرة للاهتمام التي تشير إلى وجود طبقة من الجليد الموصل تحت عباءة أوروبا”.

يعتقد العلماء الآن أن هذه كانت علامة على محيط عالمي يحيط باطن أوروبا.

تشير الملاحظات التي أجراها تلسكوب هابل الفضائي في عام 2018 إلى أن يوروبا قد تنفجر أحيانًا محيطها في أعمدة من خلال الشقوق في عباءتها الجليدية ، التي لا يقل سمكها عن 10 كيلومترات. يمكن أن يوفر هذا طريقة جديدة لدراسة المحيط مباشرة والبحث عن علامات الحياة بينما يرتفع كليبر فوق سطح القمر ، وأحيانًا يصل ارتفاعه إلى حوالي 15 ميلًا.

قال الدكتور بروكر: “يمكننا الطيران عبر عمود”.

ستكشف نتائج كل من جوس وكليبر ما إذا كان يجب محاولة الهبوط على قمر المشتري في مهمة مستقبلية ، على الأرجح يوروبا ، للبحث مباشرة عن الحياة في المحيط ، وهو أمر اقترحته ناسا. قد تستغرق هذه المهمة عقدين من الزمن ، ولكن قيمته العلمية هائلة قال الدكتور أشباتشر إن أوروبا مهتمة بشيء مماثل.

وقال “تحدثنا عن مهمة عودة عينة من أحد الأقمار المتجمدة” ، والتي ستعيد المواد إلى الأرض لدراستها عن كثب. “ما نتعلمه من Juice سيكون مساهمة مهمة للغاية في ذلك.”

في الوقت الحالي ، يتم تسليط الضوء على Juice’s ، وهي الأولى في عصر جديد من المركبات الفضائية المصممة خصيصًا لاصطياد المحيطات في عوالم غريبة. قال الدكتور دوجيرتي: “لا أطيق الانتظار. هذه هي الخطوة التالية”.