JUICE na cestě k Jupiteru: Jaké úkoly čekají na evropskou sondu?
Kosmická sonda JUICE nám díky své sadě výkonných přístrojů nabídne dosud nejpodrobnější analýzu Jupitera a jeho ledových měsíců. Hlavní cíl představuje Ganymed, na jehož oběžné dráze stráví evropský průzkumník celý rok.
Jupiter Icy Moons Explorer alias JUICE byl v roce 2012 vybrán coby první velká mise v programu ESA Cosmic Vision 2015–2025. Společnost Airbus Defence and Space uzavřela koncem roku 2015 s Evropskou kosmickou agenturou kontrakt na vývoj a výrobu zmíněné meziplanetární sondy: Smlouvu podepsali ředitel ESA pro vědu a robotický průzkum Alvaro Giménez a vedoucí kosmických systémů firmy Airbus Éric Béranger. Cílem mise je tříletý průzkum Jupitera a trojice jeho ledových měsíců.
V září 2017 testovala ESA radar určený pro studium Jupiterových souputníků Ganymedu, Europy a Kallisto, u nichž se předpokládá existence vodního oceánu pod ledovým povrchem. Zařízení dlouhé 16 metrů zvládne proniknout ledem i vodním prostředím a při měření registrovat detaily s rozlišením až 50 metrů. Koncem července 2019 byla v madridském závodě firmy Airbus Defence and Space dokončena první fáze stavby evropské sondy: Ve Španělsku sestavili její kostru a zabudovali subsystém stínění i tepelné ochrany. Následně se automat přesunul do německých středisek v Lampoldshausenu a Friedrichshafenu, kde se montovaly další subsystémy a vědecké vybavení. Nakonec sonda zamířila do francouzského Toulouse ke konečné integraci a testování. Komponenty pro ni dodalo přes šest desítek firem z celé Evropy.
Evropský vyslanec
Počátkem loňského roku byla JUICE připravena vydat se na osmiletou odyseu Sluneční soustavou, aby zjistila, zda mají oceány pod povrchem Jupiterových ledových měsíců potenciál hostit život. Šestitunová sonda se představila novinářům – včetně svých deseti vědeckých přístrojů, antény o průměru 2,5 metru pro komunikaci se Zemí a rozměrné řady solárních panelů.
Coby dárek na rozloučenou pak dostala na zadní stranu pamětní desku na počest Galilea Galileiho, který v roce 1610 poprvé sledoval Jupitera s jeho největšími průvodci. Vulkanický Io a jeho ledoví sourozenci Europa, Ganymed a Kallisto se stali „prvními objevenými satelity mimo Měsíc“, jak uvedl Cyril Cavel. Projektový manažer Airbusu pro misi JUICE prezentoval kopii Galileova díla Sidereus Nuncius, prvního pojednání založeného na pozorováních pomocí dalekohledu. O čtyři století později nám moderní kosmický průzkumník poskytne mnohem jasnější snímky Europy, Ganymedu i Kallisto, načež se v historické premiéře usadí na oběžné dráze druhého zmíněného měsíce.
Země jako katapult
JUICE odstartovala loni 14. dubna, potrvá však téměř osm let, než dosáhne největší planety naší soustavy a jejích tří ledových průvodců. Cesta započala perfektním startem evropské rakety Ariane 5 z Francouzské Guyany na pobřeží Jižní Ameriky a první signály ze sondy zachytili kontroloři po několika napjatých minutách. Jupiter dělí od Země přes 600 milionů kilometrů, ale JUICE se k němu vydala oklikou měřící 6,6 miliardy kilometrů. K urychlení přitom využije gravitaci Země a poté i Venuše, aby v červenci 2031 dorazila k cíli. „Funguje to jako katapult,“ vysvětlil Nicolas Altobelli z ESA.
Pak bude muset sonda opatrně „šlápnout na brzdy“, aby mohla být navedena na oběžnou dráhu kolem obří planety. „Manévr budeme sledovat ze Země, aniž bychom mohli jakkoliv zasáhnout. Pokud JUICE selže, tak jsme ji ztratili,“ uvedl Cavel. V případě úspěchu ovšem automat uskuteční celkem 35 průletů kolem Europy, Kallisto a Ganymedu – neboť podle předpokladů ukrývá zmíněná trojice pod ledovým povrchem oceány, jež by mohly hostit život.
Nejpůsobivějším počinem sondy se nicméně stane pokus vstoupit na oběžnou dráhu Ganymedu, který představuje primární cíl mise v hodnotě 1,6 miliardy eur: Žádný pozemský vyslanec totiž dosud neobíhal jiný měsíc než ten náš.
Sci-fi, nebo realita?
Mezi přístroje JUICE patří kamery, senzory pro analýzu chemického složení ledové kůry měsíců a jejich okolního prostředí, magnetometry a radary, jež vytvoří podrobné mapy povrchu těles a poprvé nahlédnou i pod něj. Vědci doufají, že popsaná měření potvrdí přítomnost podpovrchových oceánů. Názor, že by mohly rozsáhlé vodní masy potenciálně hostit život, přitom pochází už z mise Galileo. „JUICE má za úkol odpovědět na otázky vědy, které nás pálí,“ podotkl po startu generální ředitel ESA Josef Aschbacher. „A jedna z nich samozřejmě zní, zda tam existuje život.“ Sonda jej sice nemůže najít, „ale může zjistit, zda je prostředí ledových měsíců obyvatelné“.
Evropa poskytla pro JUICE devět vědeckých přístrojů, americká vesmírná agentura dodala desátý. Pokud sonda potvrdí, že rezervoáry na zkoumaných měsících nabízejí podmínky pro výskyt živých forem, stane se podle Oliviera Witasseho dalším krokem vyslání vrtáků schopných proniknout ledovou kůrou, a možná i vyslání ponorky. „Musíme být kreativní,“ uvedl vědec podílející se na projektu. „Stále si můžeme myslet, že jde o sci-fi, ale někdy se sci-fi promění v realitu.“
Ve smrtícím prostředí
K Jupiteru automat dorazí v roce 2031 a během následujících tří roků bude prolétat kolem Kallisto, Europy a Ganymedu. Na konci roku 2034 se pokusí vstoupit na oběžnou dráhu posledního zmíněného a měl by okolo něj kroužit téměř dvanáct měsíců, než jeho mise skončí na povrchu průvodce. Europa představuje obzvlášť atraktivní cíl pro vědce hledající známky mimozemského života; setkání s ní se však omezí jen na dva průlety, kvůli intenzivní radiaci v blízkosti Jupitera.
Citlivou elektroniku chrání před zářením olověný materiál a sondu o hmotnosti 6 350 kg také obalují tepelné „přikrývky“, neboť ji v cílové destinaci čeká extrémní mráz. Na několika pracovištích po celé Evropě se testovaly jednotlivé díly i vzorky materiálů, aby bylo jisté, že fotovoltaické panely odolají drsnému radiačnímu prostředí. Masivní magnetické pole plynného obra totiž vytváří gigantické struktury podobné Van Allenovým pásům u Země, jen asi tisíckrát silnější. Ovšem zatímco elektronickou jednotku hluboko v těle průzkumníka odstíní speciální konstrukce potažená tenkou vrstvou olova, díly fotovoltaických panelů musejí odolat tamní radiaci v plné síle. Je třeba, aby fungovaly po celou dobu mise, přičemž budou čelit teplotám od +110 do −230 °C.
Nehledáme velkou rybu
Kamery, senzory, spektrometry a radary pronikající skrz led budou zkoumat měsíce, aby určily, zda by mohly v minulosti či dnes hostit život. Přístroje se přitom nebudou dívat ani tak na zmrzlý povrch, ale spíš o 10–15 km hlouběji: Extrémní prostředí tamních rozlehlých vodních oceánů by totiž mohlo tvořit domov bakterií a dalších jednobuněčných organismů.
Jak ovšem uvedl Aschbacher, mise nezvládne detekovat „velké ryby nebo živočichy“. Místo toho bude hledat podmínky vhodné k podpoře živých forem, včetně kapalné vody a zdrojů energie, jež by mohly pocházet ze slapového účinku gravitace Jupitera na jeho průvodce. Podle Altobelliho by pak měření magnetických signálů mohlo určit, zda je voda na Ganymedu v kontaktu s jeho skalnatým jádrem, takže by se v ní mohly rozpustit chemické prvky nezbytné pro život.
