Som en slags forberedelse til ankomsten af yderligere to rumsonder fløj rumsonden Juno 29. september forbi Jupiters måne Europa i en afstand på bare 352 kilometer.
NASA har nu vist de første fire billeder, der var tid til at tage. Men inden vi ser på billederne først et par ord om Europa.
\ Om artiklens forfattere
Helle og Henrik Stub er begge cand.scient.’er fra Københavns Universitet i astronomi, fysik og matematik.
I mere end 50 år har parret beskæftiget sig med at formidle astronomi og rumfart gennem radio, fjernsyn, bøger og foredrag og kurser.
De skriver om aktuelle astronomiske begivenheder for Videnskab.dk, hvor de går under kælenavnet ‘Stubberne’.
Europa er en af de fire store Jupiter-måner, som blev opdaget af Galileo allerede i 1610. De tre andre er Io, Ganymedes og Callisto, men Europa er måske den mest interessante på grund af muligheden for liv. Europa er lidt mindre end vores egen måne, med en overflade som er helt dækket af is ved en temperatur på -150 grader celsius.
Senere kom så opdagelsen af, at der under isen er et måske 100 kilometer dybt hav. Det er godt beskyttet mod både kulde og stråling af isen, som, man formoder, har en tykkelse på omkring 20 kilometer de fleste steder.
Der så ud til at være revner og sprækker i overfladen, og mange steder er den hvide is dækket af et rødbrunt lag af noget, man ikke rigtig ved, hvad er. Måske salte, svovlforbindelser og organiske stoffer, som er kommet op til overfladen fra havet.
Hvis det er tilfældet, kan en analyse give vigtige oplysninger om muligheden for liv i havet.
Første billede fra Juno
Det første billede, Juno tog af Europa, viser en forholdsvis jævn slette.
Kun ude til venstre ved terminator (grænsen mellem natside og dagside), hvor skyggerne er lange, kan man se et meget mere ujævnt terræn med store isblokke, højderygge og riller.
Se billedet her:
Der er meget få meteorkratere, fordi overfladen hele tiden undergår forandringer, der sletter sporene af gamle kratere. Derfor vil man analysere billederne for at se, om der er sket ændringer, siden det seneste nærbillede blev taget af rumsonden Galileo i 2000.
Herunder er et andet af de første billeder – se flere på NASA’s hjemmeside.
Junos opgave var at udforske selve Jupiter for at finde ud af, hvad der gemmer sig under det tætte skylag.
Det har naturligvis dikteret, hvilke instrumenter rumsonden nedfører, men til alt held har det vist sig, at et af instrumenterne er særdeles velegnet til at udforske Jupiters måner. Det er det såkaldte mikrobølge-radiometer, der var bygget til at se ned gennem Jupiters skyer i seks forskellige bølgelængder.
Radiometeret har foretaget målinger af overfladen under forbiflyvningen af Europa, og man håber både at få oplysninger om islagets tykkelse og de mørke områder, som måske består af stoffer fra havet. Der kan dog godt gå nogle uger, før vi har nogle resultater.
Et vanskeligt besøg
Europa er meget vanskelig at besøge, fordi den i en afstand på kun 670.000 km fra Jupiter befinder sig dybt inde i Jupiters enorme og meget stærke strålingsbælter.
\ Danmark med til Jupiter
JUNO er en NASA mission, og danske DTU Space er samarbejdspartner og har leveret stjernekameraer til fartøjet.
Stjernekameraet er det instrument, der sørger for, at fartøjet hele tiden ved, hvilken vej det vender i rummet.
Det er vigtigt for at sikre blandt andet præcise målinger af planetens magnetfelt og for at sikre, at instrumenterne peger mod det man vil observere, i dette tilfælde Europa.
Strålingen er så kraftig, at den ikke bare umuliggør en bemandet flyvning, selv godt beskyttede rumsonder kan kun opholde sig nær Europa i kort tid, hvis deres elektronik ikke skal ødelægges.
Den eneste måde at komme tæt på Europa er at anbringe en rumsonde i en aflang bane, hvor den det meste af tiden er uden for strålingsbælterne, og så suser den forbi Europa i fuld fart for hurtigst muligt at komme tilbage til mere fredelige områder langt væk fra Jupiter.
Siden Juno ankom til Jupiter i 2016, har den netop kredset om Jupiter i en meget aflang bane for at opholde sig så kort tid som muligt i strålingsbælterne. Prisen var, at man kun kunne observere Jupiter i de korte perioder, hvor den var tæt på planeten.
Juno har nu fuldført sine observationer af planeten, så man er nu blevet dristigere og har ændret banen, så Juno – trods strålingen – flyver forbi tre af de fire store måner.
I Juni 2021 fløj Juno forbi Ganymedes, og nu er turen så kommet til Europa. Under forbiflyvningen var der fart på, ikke mindre end 85.000 kilometer i timen. Det er mere end dobbelt så hurtigt som en måneraket. Ikke så mærkeligt at der kun blev tid til nogle få billeder og målinger.
Juno skal bane vejen for to nye rumsonder
De nye billeder skal nærmest betragtes som en forberedelse til den helt store udforskning af Europa i de kommende år.
To meget store rumsonder vil nemlig sætte kurs mod både Europa og de andre store måner med det formål at undersøge muligheden for, om der kan findes liv dybt under overfladen, som både er kold og badet i en kraftig stråling.
Den første af to rumsonder er den europæiske JUICE, der skal opsendes til næste år, men alligevel først når frem til Jupiter i 2031 for at begynde en flere år lang udforskning af de store måner Europa, Ganymedes og Callisto, der alle er mistænkt for at have underjordiske have.
Dette sker ved gentagne forbiflyvninger, men JUICE har både flere og bedre instrumenter end Juno og kan derfor gennemføre mange observationer, selv under en kort forbiflyvning.
Navnet JUICE er en forkortelse for ’JUpiter ICy moons Explorer’, netop fordi den skal udforske hele tre måner, hvor is og vand menes at spille en vigtig rolle.
JUICE skal opsendes i april 2023 med en Ariane 5-løfteraket fra Kourou i Sydamerika. Sonden skal gentagne gange flyve forbi både Venus og Jorden for at få fart nok til at komme ud til Jupiter i juli 2031.
Efter fire år i bane om Jupiter skal JUICE så ende med at gå i bane om Ganymedes, så den bliver en måne til en måne…
Den anden sonde er den amerikanske Europa Clipper, der skal opsendes i oktober 2024 med en Falcon Heavy-raket, med forventet ankomst til Jupiter seks år senere i april 2030. Undervejs får den noget ekstra fart på ved at flyve forbi Jorden og Mars.
Europa Clipper vil ganske som Juno og JUICE blive sendt ind i en aflang bane om Jupiter, så den kun opholder sig et minimum af tid i Jupiters strålingsbælter.
Der er planlagt 44 forbiflyvninger af Europa. Ud over at tage billeder og studere den kemiske sammensætning af overfladen har Europa Clipper også en radar, som, man håber, kan se i hvert fald et stykke ned gennem isen.
Planen er, at Europa Clipper skal bane vejen for Europa Lander, men den er endnu ikke blevet vedtaget. Det er nemlig et problem, at en lille lander ikke har nogen mulighed for at bore sig ned gennem det mange kilometer tykke islag, der skjuler havet.
Som man kan se, vil der de kommende 15 år være en omfattende udforskning af Europa, men at komme ned til selve havet under isen ligger stadig langt ude i fremtiden. Men måske kan dansk forskning fremskynde dette projekt, som omtalt i artiklen her.
Endelig kan vi ikke lade være med at nævne en ny teori om havet fremsat af et hold fra det amerikanske University of Texas ledet af Natalie Wolfenbarger.
Ifølge denne teori kan det ’sne opad’ i havet nogle steder, fordi underafkølet vand dybt nede i havet kan danne iskrystaller, som så vil søge opad til undersiden af islaget, hvorfra de måske kan nå helt op til overfladen.
Sådanne krystaller vil normalt være mindre saltholdige end selve havet, hvilket er en god ting. Der er nemlig en risiko for, at havet kan være for salt til, at organismer kan trives.
Vi får se…
Tilbage til Juno
Efter forbiflyvningen af Europa fortsætter Juno sin omkredsning af Jupiter. Hver gang Juno passerer Jupiters ækvatorplan, hvor de store måner kredser, kommer den en smule nærmere planeten, så forbiflyvningen af Europa kan ikke gentages.
Til gengæld kommer banen stadig tættere på den vulkanske måne Io, og det åbner mulighed for hele to forbiflyvninger. I december 2023 og igen i februar 2024 vil den flyve forbi Io i en afstand på kun 1.500 kilometer.
Det giver fantastiske muligheder for at studere de enorme svovlvulkaner, der næsten konstant slynger skyer af svovl og svovldioxid mange hundrede kilometer op over overfladen.
Selv om Io ikke har nogen atmosfære, regner man med, at det efter et vulkanudbrud kan sne, med frossen svovldioxid.
Io befinder sig så tæt på Jupiter og i en så stærk stråling, at hverken JUICE eller Europa Clipper har nogen planer om at komme så tæt på Io. Den vil helt sikkert blive fotograferet – vulkanerne er meget imponerende – men det bliver fra stor afstand. Så Junos nærbilleder vil ikke blive overgået de næste mange år.
Alt får en ende
Junos mange passager gennem Jupiters strålingsbælter kan ikke undgå at slide på rumsonden, også selv om den er enormt godt beskyttet mod stråling. I sidste ende vil instrumenterne have modtaget så megen stråling, at de ophører med at fungere. Man håber på, at Juno kan klare sig indtil 2025, og optimisterne håber på, at den vil klare sig så godt, at NASA vil forlænge missionen med endnu et par år.
Her har vi kun berørt Junos udforskning af Jupiters måner og ikke omtalt de mange resultater af udforskningen af selve planeten. De vil komme i en senere artikel.
