JUICE: Europa's missie naar Jupiter?

Leven kan bestaan waar vloeibaar water is en er zijn een beperkt aantal plaatsen waar we weten of vermoeden dat er vloeibaar water te vinden is. Twee van die mogelijke plaatsen zijn manen die rond Jupiter draaien: Europa en Ganymedes (en heel misschien zelfs Callisto). Dus in het verleden maakten NASA en ESA grootse plannen om die werelden te onderzoeken. NASA zou een orbiter voor de maan Europa maken en ESA zou een orbiter voor Ganymedes maken.

En toen kwam de crisis en in NASA's planetaire budget werd ongekend diep gesneden. Juist het programma dat velen inspireerde met beelden van de Mars-rovers en Cassini's beelden van Saturnus. Het succesvolle Mars-programma werd bijna uitgeschakeld en een missie naar Jupiter of Saturnus? Vergeet het maar.

Bij missies naar de gas-planeten is groot uitstel altijd extra pijnlijk, omdat de beste lanceermomenten altijd meerdere jaren uit elkaar liggen. Iedereen die zich afvraagt of er oceanen onder het oppervlak van Europa, Ganymedes of Saturnusmaan Titan is, moet nog veel geduld hebben. En op de vraag of er leven is in die oceanen en rond de geisers van Enceladus? Op dat antwoord zullen we nog langer moeten wachten. Ontwerp nu een missie naar Jupiter of Saturnus en je ben zeker een jaar of zeven bezig tot aan de lancering. Als de satelliet gelanceerd is, is een gemiddelde Jupitermissie minstens zes jaar onderweg en een Saturnusmissie rond de acht jaar. En dan moeten lancering en Jupiter Orbit Insertion ook allemaal slagen natuurlijk. Stel een missie tien jaar uit en je moet meerdere decennia wachten op deze knagende vragen.

Een impressie van de JUICE missie. Ik bedacht me dat ik dit al eens eerder gezien had. En inderdaad, het is net de impressie van het oorspronkelijke plan van NASA en ESA voor Jupiter, maar dan zonder NASA's Europa orbiter.

Maar ESA, dat ook met lagere budgetten kampt, gaat kennelijk toch door. Ik werd afgelopen week blij verrast met het nieuws dat een missie naar Jupiter en diens manen voorgesteld is als het volgende grote ruitmevaartprogramma. Natuurlijk moesten er moeilijke keuzen gemaakt worden. Andere kandidaten waren ATHENA, een grote röntgentelescoop en NGO, een observatorium voor zwaartekrachtgolven. Nadat NASA al een streep gezet had door een gezamelijk observatorium voor zwaartekrachtgolven, heeft NGO, het Next Gravity Observatory, het ook bij ESA moeten afleggen. Erg jammer, want ook dit onderzoek was veelbelovend. (De definitieve knoop is trouwens nog niet doorgehakt. JUICE heeft enkel een sterke voorkeur gekregen van een wetenschappelijke onderzoekscomissie).

De missie naar Jupiter heet JUICE: JUpiter ICy moons Explorer. JUICE moet gelanceerd worden in juni 2022 en zal er maar liefst 7,5 jaar over doen om bij Jupiter te komen. Dat doet hij met een zogenaamde Aarde-Venus-Aarde-Aarde traject, dat het minste brandstof kost en gebruik maakt van zwaartekrachtslingers van de Aarde en Venus. Eenmaal in een baan rond Jupiter (het is dan al 2030), gaat JUICE meerdere flyby's maken langs de manen van Jupiter. Slechts twee keer vliegt de satelliet langs Europa in 2031. ESA wetenschappers denken dat dat voldoende zal zijn om te bepalen hoe dik het ijs is boven de oceaan van Europa.

Met flyby's langs Europa zal JUICE twee kansen krijgen om te zien hoe dik het ijs van Europa is en of er een oceaan onder het oppervlak is.

Waarom niet meer flyby's? Omdat Europa in een schadelijk stralingsgebied ligt, waar de satelliet niet onbeperkt kan blijven. Als de satelliet beter bestand tegen deze straling gemaakt zou zijn, dan zou de satelliet zwaarder geworden zijn en was meer brandstof nodig en de missie zou duurder zijn geworden. En met dat soort plannen wil je nu liever niet op de proppen komen.

JUICE zal ook meerdere flyby's maken bij Ganymedes en Callisto en uiteindelijk in 2032 zal JUICE in een baan rond Ganymedes komen. Het is ESA's oorspronkelijke Ganymedes orbiter, maar dan met extra flyby's bij Europa om te compenseren voor het feit dat NASA niet meedoet.

JUICE krijgt het nodige instrumentarium mee om onderzoek te doen aan de manen van Jupiter. Om te beginnen heeft JUICE een smalhoek- en een groothoek-camera. Natuurlijk kan een radarantenne die onder ijs kan kijken niet ontbreken. Een UV spectrometer, een spectrometer voor zichtbaar en infrarood licht en een sub-millimeter wave instrument gaan helpen bepalen welke stoffen er aan het oppervlak voorkomen. JUICE heeft verder een laser hoogtemeter om een hoogtekaart van Ganymedes te maken. Tenslotte heeft JUICE allerlei instrumenten voor onderzoek aan magnetische velden, deeltjes en radiogolven. Ook Jupiter wordt bij deze missie onder de loupe genomen, maar wel vanaf veilige afstand.

De maan Ganymedes.

De totale kosten voor deze missie worden geschat op 830 miljoen euro, wat voor zo'n missie niet overdreven is. De oorspronkelijke plannen van NASA en ESA zouden 3,6 miljard euro kosten. ESA heeft gekozen voor een satelliet die werkt op basis van een zonnepaneel, in plaats van een peperdure Radio Isotoop Generator. Verder is de satelliet gebaseerd op eerdere ESA missies, zoals Mars-Express, Venus-Express en Rosetta. 

Al met al is het een opluchting dat deze missie voorgesteld is en ik ben blij dat ESA door gaat met zulk interessant planetair onderzoek. We hebben weer iets om naar uit te kijken, ook al ben ik 70 tegen de tijd dat JUICE aankomt. Wie missies naar Jupiter en Saturnus wil volgen kan maar beter heel gezond leven ;)

Bronnen: de presentatie voor de Outer Planets Assessment Group meeting van maart 2012, de Planetary Society blog, Wikipedia.