JUICE (Raumsonde)

JUICE
	; Künstlerische Darstellung von JUICE über Ganymed
Missionsziel	Jupiter
Auftraggeber	ESA
Trägerrakete	Ariane 5
Aufbau
Startmasse	etwa 4800 kg
	Instrumente
	elf
Verlauf der Mission
Startdatum	Juni 2022

JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer; deutsch Jupiter-Eismond-Erkunder) ist eine geplante Mission der ESA in das äußere Sonnensystem mit dem Ziel, die Galileischen Monde des Planeten Jupiter zu erforschen.

Vorgeschichte

Die Auswahl der JUICE-Mission wurde von der ESA am 2. Mai 2012 bekanntgegeben.^[2] Es ist die erste Large-Class-Mission im Rahmen des ESA-Programms Cosmic Vision 2015-2025 und setzte sich in der Endrunde des Auswahlverfahrens gegen die Vorschläge eines Gravitationswellen-Observatoriums (New Gravitational Wave Observatory, NGO) und eines Teleskops für Hochenergie-Astrophysik (Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics, ATHENA) durch.

JUICE ist das umgewidmete Projekt des Jupiter Ganymede Orbiters, der der Beitrag der ESA zur Europa Jupiter System Mission sein sollte. Da das Gemeinschaftsprojekt mit der NASA jedoch durch Budgetkürzungen bei der NASA gestrichen wurde, entschied sich die ESA für die Verwirklichung einer selbstständig durchgeführten Mission.

Flugbahn

JUICE soll im Juni 2022 mit einer Ariane-5-ECA-Rakete vom Centre Spatial Guyanais starten und 4800 kg wiegen. Ihre hyperbolische Exzessgeschwindigkeit soll 3,15 km/s betragen. JUICE soll nach einer Sonnenumkreisung ein Swing-by-Manöver an der Erde durchführen. Danach ist ein Swing-by an der Venus geplant, gefolgt von zwei weiteren Swing-bys an der Erde. Danach reist die Sonde zum Jupiter, der im Januar 2030 erreicht werden soll, und bremst durch eine zweistündige Zündung ihres Triebwerks und einen abbremsenden Swing-by an Ganymed in die Jupiterumlaufbahn ein. Nach zwei Jahren und mehreren Vorbeiflügen an Europa und Kallisto soll sie 2032 in eine Umlaufbahn um Ganymed eintreten, den sie zuerst in einer elliptischen Bahn zwischen 200 und 10.000 km Höhe umkreisen wird. Danach werden kreisförmige Umlaufbahnen von 5000, 500 und 200 km Höhe angestrebt.^[3]

Beschreibung der Planungen

JUICE ist dreiachsenstabilisiert, hat eine Leermasse von etwa 1800 kg und wird ihre elektrische Energie durch GaAs-Solarzellen gewinnen, die auf zwei Paneelen mit einer Gesamtgröße von ca. 60 m² bis 75 m² befestigt sind. Zur Datenübertragung benutzt JUICE eine Parabolantenne, die im Ka- und X-Band eine Datenrate von 1,4 GB pro Tag ermöglicht. Jeder der drei vorgeschlagenen, konkurrierenden Pläne für die Raumsonde hat unterschiedliche weitere Antennen. Bei zwei Vorschlägen ist die Hauptantenne ein Parabolspiegel mit 3,2 m Durchmesser und beim dritten ein Parabolspiegel mit 3,5 m Durchmesser. JUICEs Antriebssystem wird als Treibstoff MMH und den Oxidator MON verwenden. Es gibt einen Vorschlag für eine Raumsonde mit zwei Haupttriebwerken (eines in Reserve) und zwei Vorschläge mit nur einem Haupttriebwerk. In der ESA-Studie wurden elf potenziell mögliche Instrumente mit einer Gesamtmasse von 104 kg für JUICE vorgeschlagen.^[3]

Die ESA wählte schließlich die folgenden 11 Instrumente für JUICE aus.^[4]

Abk.	Bezeichnung	Deutsche Übersetzung	Datenrate Bit/s	Energie- bedarf	Masse
3GM	Gravity & Geophysics of Jupiter and Galilean Moons	Gravitation & Geophysik von Jupiter und Galileischen Monden	?	?	?
GALA	Ganymede Laser Altimeter	Ganymed-Laserhöhenmesser	?	?	?
J-MAG	Magnetometer for JUICE	Magnetometer für JUICE	?	?	?
JANUS	Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator, camera system		?	?	?
MAJIS	Moons and Jupiter Imaging Spectrometer	Abbildendes Spektrometer für die Monde und Jupiter	?	?	?
PEP	Particle Environment Package	Partikelumgebungspaket	?	?	?
RIME	Radar for Icy Moons Exploration	Radar für die Eismonderforschung	?	?	?
RPWI	Radio & Plasma Wave Investigation	Radio- & Plasmawellenuntersuchung	?	?	?
PRIDE	Planetary Radio Interferometer & Doppler Experiment	Planetarisches Radio-Interferometer- & Doppler-Experiment	?	?	?
SWI	Sub-millimetre Wave Instrument	Submillimeterwelleninstrument	?	?	?
UVS	UV Imaging Spectrograph	Abbildendes UV-Spektometer	?	?	?

Änderungen/weitere Details nach der Auftragsvergabe

Airbus Defence and Space in Frankreich wurde am 16. Juli 2015 von der ESA zum Hauptauftragnehmer ernannt. Der Auftragswert beträgt 350,8 Mio. €^[5]. Die Sonde soll 5,5 Tonnen wiegen, Solarzellenflächen von 97 m² besitzen und, um die Messungen der Instrumente nicht zu gefährden, magnetisch extrem rein sein. Auf dem Weg zu Jupiter wird sie Swing-By-Manöver an Erde, Venus und Mars durchführen. Die komplette Anreise zum Jupiter wird 7,5 Jahre dauern und die Forschungsmission bei Jupiter weitere 3,5 Jahre.^[6]

Literatur

Christian Gritzner: Die europäische Mission JUICE. In: Sterne und Weltraum, Heft 12/2015, S. 28–37.

Weblinks

JUICE – Europas neue Mission zum Jupiter
Cosmic-Vision-Programm der ESA (englisch)
JUICE bei ESA Science and Technology (englisch)

Einzelnachweise

↑ ESA: JUICE Definition Study Report (Red Book). Auf: sci.esa.int vom 30. September 2014 (englisch), ist nicht eindeutig bezüglich der Anzahl der Instrumente
↑ ESA: JUICE is Europe’s next large science mission. Auf: esa.int vom 2. Mai 2012 (englisch); zuletzt abgerufen am 7. November 2015.
↑ ^3,0 ^3,1 ESA: JUICE Assessment Study Report. Auf: sci2.esa.int vom Dezember 2011 (Yellow Book); abgerufen am 3. Mai 2012 (PDF; 39,7 MB).
↑ ESA: ESA chooses instruments for its Jupiter icy moons explore. Auf: sci.esa.int vom 21. Februar 2013; abgerufen am 22. Februar 2013.
↑ ESA: Preparing to build ESA’s Jupiter Mission. Auf: esa.int vom 17. Juli 2015, abgerufen am 21. Juli 2015.
↑ Airbus Defence and Space: Airbus Defence and Space erhält Auftrag zum Bau der ESA-Raumsonde JUICE zur Suche von Hinweisen auf Leben in unserem Sonnensystem. Auf: space-airbusds.com vom 20. Juli 2015; abgerufen am 21. Juli 2015.

[1] ESA: JUICE Definition Study Report (Red Book). Auf: sci.esa.int vom 30. September 2014 (englisch), ist nicht eindeutig bezüglich der Anzahl der Instrumente

[2] ESA: JUICE is Europe’s next large science mission. Auf: esa.int vom 2. Mai 2012 (englisch); zuletzt abgerufen am 7. November 2015.

[Assessment_Study-3] 3,0 ^3,1 ESA: JUICE Assessment Study Report. Auf: sci2.esa.int vom Dezember 2011 (Yellow Book); abgerufen am 3. Mai 2012 (PDF; 39,7 MB).

[4] ESA: ESA chooses instruments for its Jupiter icy moons explore. Auf: sci.esa.int vom 21. Februar 2013; abgerufen am 22. Februar 2013.

[5] ESA: Preparing to build ESA’s Jupiter Mission. Auf: esa.int vom 17. Juli 2015, abgerufen am 21. Juli 2015.

[6] Airbus Defence and Space: Airbus Defence and Space erhält Auftrag zum Bau der ESA-Raumsonde JUICE zur Suche von Hinweisen auf Leben in unserem Sonnensystem. Auf: space-airbusds.com vom 20. Juli 2015; abgerufen am 21. Juli 2015.

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