Чуть больше 10 лет назад Европейское космическое агентство (ЕКА) выбрало Юпитер и самый крупный из его спутников Ганимед для разработки одной из своих самых амбициозных миссий по исследованию Солнечной системы. Это миссия JUICE (Jupiter ICy Moons Explorer), запуск которой состоялся 14 апреля этого года. АМС JUICE отправилась в систему Юпитера и его спутников для исследования ледяных миров, у которых есть океаны жидкой воды, скрытые под ледяными корками неизвестной толщины.
Путешествие к внеземным океанам
Жидкая вода является фундаментальным требованием для жизни. Однако в Солнечной системе её очень мало, и она редко встречается на планетах земного типа, таких как наша.
Но при этом, что очень интересно, воды очень много в подповерхностных океанах спутников Юпитера и Сатурна. В которых, возможно, могут существовать подходящие условия для развития жизни.
Изучение миниатюрной «солнечной системы», которую представляют собой Юпитер и его спутники, несомненно поможет учёным многое узнать и о других подобных системах. Ведь возле многих звёзд обнаружены газовые планеты-гиганты, и у многих из них могут быть подобные спутники, состоящие из ледяного и богатого водой материала.
JUICE будет изучать систему Юпитера как некий архетип миниатюрной планетной системы с богатыми водой мирами. Эта интригующая миссия, несомненно, послужит определению вероятности возможной обитаемости подземных океанов таких спутников.
Юпитер, его спутники и жидкая вода
Юпитер – самая крупная планета Солнечной системы. Она в 318 раз тяжелее Земли и находится в пять раз дальше от Солнца, чем наша планета.
Юпитер образовался в результате концентрации огромного количества водорода и гелия, что превратило его в газового гиганта без твёрдой поверхности. Огромная гравитация, которую имеет Юпитер, инициировала процессы, похожие на те, что способствовали образованию планет, вращающихся вокруг Солнца. Что и привело в итоге к образованию маленьких миров, вращающихся вокруг Юпитера.
Среди этих миров выделяются четыре спутника, сравнимые по размерам или превышающие нашу Луну: это Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, четыре мира, отличающиеся друг от друга так же, как и планеты земной группы. Недра этих четырёх спутников достаточно хорошо разогреваются приливными силами, создаваемыми гравитацией Юпитера.
Ио — скалистый мир, покрытый соединениями серы. Здесь есть гигантские вулканы, через которые в космос уходит материал от массивных извержений.
Поверхность Европы демонстрирует бесчисленные линии и разломы геологически молодого ландшафта без кратеров и гор. На Европе время от времени активируются гейзеры, через которые водяной пар выходит из недр, которые являются горячими, но менее активными, чем на Ио. Ледяная корка спутника может иметь толщину около 20 километров.
Ганимед, вращающийся вокруг Юпитера несколько дальше Европы, является крупнейшим из спутников Солнечной системы и имеет большие кратеры и огромную территорию, которая расплавилась и затвердела в далеком прошлом. В его недрах, солёном океане, формируется магнитное поле, создающее полярные сияния на экваторе.
Каллисто, вращается вокруг Юпитера на расстоянии почти двух миллионов километров. Этот спутник представляет собой тёмный, испещрённый кратерами мир, покрытый водяным льдом, углекислым газом и органическими соединениями.
Экстремальная планета
На гигантском Юпитере происходят явления колоссального масштаба. В атмосфере планеты дуют постоянные ветры со скоростью до 500 километров в час, которые тянут за собой облака аммиака, покрывающие всю планету. В этих облаках развиваются экстремальные конвективные штормы, которые могут длиться неделями и достигать размеров, превышающих Луну. Их корни уходят на глубину до 100 км.
Во многих местах планеты, во время штормов и вне их, наблюдаются молнии, которые в тысячу раз мощнее, чем земные.
Магнитное поле Юпитера порождает магнитосферу протяжённостью в сотни миллионов километров. Это крупнейшая подобная структура в Солнечной системе. Интенсивное магнитное поле порождает постоянные полярные сияния, которые нагревают полярную атмосферу, создавая тёмный туман из сложных органических молекул.
Миссия JUICE
АМС JUICE мчит к Юпитеру. Успев по дороге починить заклинившую антенну. И в июле 2031 года прибудет к месту назначения. За 4 года АМС совершит 66 витков вокруг планеты, постепенно приближаясь к Ганимеду. Всё это время JUICE будет изучать атмосферу и магнитосферу Юпитера, что позволит учёным узнать, как устроен такой сложный мир.
JUICE будет наблюдать и за темными кольцами, окружающими планету, и изучать её маленькие спутники. Эти данные предоставят науке фундаментальные детали, позволяющие понять, как сформировались Юпитер и его спутники, а также оценить влияние, которое их образование оказало на историю Солнечной системы.
Жизнь в замороженных мирах
Во время первоначального исследования системы Юпитера JUICE дважды пролетит над Европой, совершит 21 сближение с Каллисто и более 20 сближений с Ганимедом, прежде чем выйти на орбиту вокруг этого спутника на высоте 500 км. Оттуда зонд будет исследовать этот загадочный мир, который по размерам больше, чем планета Меркурий.
По окончании миссии, если у зонда останется достаточное количество топлива, он спустится на более близкую орбиту, в 200 км от поверхности Ганимеда, а затем через какое-то время упадёт на спутник.
Используя свои 10 научных инструментов и исследуя поверхностною геологию спутников Юпитера, JUICE расскажет учёным, насколько толсты ледяные корки этих миров, сколько в них жидкой воды и как они образовались, а также даст фундаментальную информацию об обнаруженных органических молекулах на их поверхностях.
Знания, которые получит наука в ходе выполнения миссии JUICE, вместе с информацией, которую мы имеем об экзопланетах, даст ей понимание того, насколько распространены во Вселенной ледяные спутники, и какова их потенциальная обитаемость.
Ведь вполне возможно, что именно на таких ледяных мирах, а не на планетах земной группы, подобных нашей, изобилует жизнь.
