Миссия JUICE раскроет тайны малых спутников Юпитера

Международная группа ученых под руководством Тильманна Денка из немецкого аэрокосмического центра (DLR) в недавней публикации в журнале Space Science Reviews представила подробный анализ того, как европейский космический аппарат JUICE сможет изучать малые спутники Юпитера. Исследование описывает научный потенциал миссии по наблюдению за вулканической луной Ио, четырьмя внутренними спутниками и многочисленными неправильными внешними лунами, что значительно расширяет первоначальные научные цели проекта.

Европейское космическое агентство (ЕКА) запустило миссию Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) в 2023 году, и аппарат уже находится на своей сложной траектории к системе Юпитера, куда он прибудет только в 2031 году. Основная цель миссии  — это детальное изучение трех крупнейших ледяных спутников: Ганимеда, Европы и Каллисто. Однако, как демонстрирует недавняя работа, опубликованная в журнале Space Science Reviews, научная программа JUICE охватывает гораздо более широкий спектр объектов, включая десятки других спутников газового гиганта. Авторы статьи, Тильманн Денк и его коллеги, подчеркивают, что, несмотря на фокус на «большой тройке», инструменты зонда предоставят уникальную возможность для сбора данных обо всех 97 известных на сегодняшний день спутниках Юпитера.

Особое внимание в исследовании уделяется Ио — самому геологически активному телу Солнечной системы с сотнями действующих вулканов. Хотя траектория полета JUICE не предусматривает тесных сближений с Ио, аппарат будет вести его мониторинг с расстояния в сотни тысяч километров. Камера JANUS сможет отслеживать изменения на поверхности с разрешением около 6–12 километров на пиксель, что позволит фиксировать новые вулканические извержения и горячие точки, дополняя наблюдения текущих миссий, таких как Juno.

Инструмент UVS займется изучением полярных сияний и выбросов диоксида серы, а прибор PEP (Particle Environment Package) будет исследовать плазменный тор Ио — гигантское пончикообразное облако ионизированного газа, которое образуется в результате вулканической дегазации. В статье отмечается, что эти наблюдения станут важным вкладом в понимание того, как вулканические газы попадают в мощную магнитосферу Юпитера.

Внутри орбиты Ио расположены четыре малых спутника: Метида, Адрастея, Амальтея и Фива. Они находятся глубоко внутри радиационных поясов планеты и тесно связаны с ее кольцевой системой. Эти луны представляют собой отдельную научную загадку.

Например, Амальтея демонстрирует парадоксально низкую плотность для своего положения, что может указывать на ее крайне пористую структуру или наличие значительного количества водяного льда. Авторы работы подчеркивают, что JUICE сможет впервые получить детальные спектрографические изображения этих объектов, охватывающие всю их поверхность, и даже различить отдельные кратеры на Амальтее. Это позволит ответить на фундаментальные вопросы об их происхождении и составе.

Не останутся без внимания и многочисленные неправильные спутники Юпитера, такие как Гималия, которые вращаются на большом удалении от планеты. Для большинства из них JUICE впервые сможет получить длительные кривые блеска, что позволит определить их форму, период вращения и ориентацию оси.

Хотя эти спутники будут видны как неразрешенные точки, спектрометрические измерения позволят сравнить их состав с составом астероидов, захваченных гравитацией Юпитера. Особый интерес представляет спутник Каллихоре, который рассматривается как потенциальная цель для пролета сразу после прибытия JUICE в систему в 2031 году. Если этот маневр будет одобрен, человечество получит первые крупным планом снимки одного из этих далеких миров.

Важно отметить, что исследования системы Юпитера будут проходить в координации с миссией НАСА Europa Clipper, которая прибудет к планете немного раньше. Совместный комитет двух миссий уже работает над синхронизацией наблюдений, особенно за плазменным тором Ио.

Главный результат исследования заключается в подтверждении того, что миссия JUICE, даже будучи сфокусированной на ледяных лунах, станет всесторонней обсерваторией для всей системы Юпитера. Несмотря на то, что до прибытия аппарата осталось еще более пяти лет, ученые уже сегодня имеют четкое представление о том, как инструменты зонда раскроют тайны десятков малых миров, от раскаленной вулканической поверхности Ио до загадочных ледяных глыб на орбитах, находящихся далеко от планеты.