Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Vandaag lanceert de European Space Agency (ESA) de JUICE-satelliet. Hij reist niet in een rechte baan naar Jupiter maar vliegt eerst nog een paar rondjes om de aarde.
Update 13-04-2023 14.15: De lancering is uitgesteld vanwege onweer. De volgende poging is op 14-04-2023 om 14.14 Nederlandse tijd.
Update 14-04-2023 14.45: JUICE is succesvol gelanceerd en is losgekoppeld van de Ariane 5-lanceerraket.
Vandaag lanceert de ESA – als alles goed gaat – de JUICE-satelliet vanaf het Europese lanceercentrum in Frans-Guyana. De lift-off staat gepland voor 14:15 uur Nederlandse tijd. Pas na een reis van acht jaar zal de satelliet aankomen op zijn bestemming. Hoe ziet die weg naar Jupiter eruit?
Zwaartekrachtboost
De 4,5 meter hoge satelliet weegt bij vertrek 6,1 ton (waarvan 3650 kilogram brandstof) en wordt door de Ariane 5-raket naar de ruimte gelanceerd. Eenmaal in het heelal, moet de satelliet de weg naar Jupiter zelf afmaken. Om vanaf dat punt in een rechte lijn naar Jupiter te vliegen, kost extreem veel brandstof. Omdat dat ook erg duur is, kiest de ESA voor een langere reis waarbij op een slimme manier energie wordt gehaald uit de zwaartekracht van planeten.
Dat werkt zo. De Ariane 5-raket brengt JUICE naar de ruimte, maar de satelliet heeft dan nog lang niet genoeg snelheid om bij Jupiter te komen. Door zijn geronde baan keert hij uiteindelijk weer terug richting de aarde. Rond augustus 2024 is de satelliet terug en vliegt hij door het zwaartekrachtsveld van zowel de aarde als de maan waardoor hij een snelheidsboost krijgt en dit keer verder weg kan komen. Dit principe wordt Gravity Assist genoemd.
Eén boost is niet genoeg, in augustus 2025 scheert JUICE ook langs Venus voor een gravitatieduw en in september 2026 en januari 2029 vliegt hij nog twee keer langs de aarde. Daarna heeft de satelliet genoeg snelheid en begint zijn reis naar Jupiter pas echt. Hij arriveert daar in juli 2031 (zie de afbeelding hieronder).
Eenmaal op zijn bestemming draait hij eerst rond de gasreus en vliegt daarbij 35 keer vlak langs de drie ijsmanen: Europa, Ganymedes en Callisto. Tussen december 2034 en september 2035 maakt hij nog een aantal rondes om Ganymedes totdat hij daar op het oppervlak crasht. De missie is dan voorbij.
Niet alleen een ingewikkelde reis
Niet alleen het uitstippelen van de tocht, ook het bouwen van JUICE zelf was een uitdaging. Tijdens zijn reis krijgt hij namelijk extreme temperaturen te verduren: van 250 graden Celsius bij Venus tot -230 graden bij Jupiter. De satelliet is daarom ingepakt in een dikke isolatielaag.
Ook moet de satelliet zijn energie opwekken met behulp van zonnepanelen. Maar doordat Jupiter vijf keer zo ver van de zon staat als de aarde, ontvangt het slechts ongeveer 3 procent van de zonne-energie. De Nederlandse ruimtevaartdivisie van vliegtuigenbouwer Airbus in Leiden kreeg de taak om hier panelen voor te maken.
Om te compenseren voor de grote afstand tot de zon bouwde Airbus 85 vierkante meter aan panelen, die zitten bij de lancering nog opgevouwen, maar klappen in de ruimte uit. Ondanks dat grote oppervlakte kan er slechts 700-900 Watt worden opgewekt. Daarmee kan een magnetron precies een kant-en-klaarmaaltijd opwarmen. Alle instrumenten aan boord moeten dus extreem zuinig zijn.
Nederlands experiment
De grote afstand tot JUICE is ook een uitdaging voor de communicatie. De satelliet reageert namelijk niet meteen op commando’s, daarom maakt hij gebruik van veel autonome systemen. Toch is dit niet ideaal, want voor veel van de tien geavanceerde meetinstrumenten aan boord moet JUICE precies goed gericht staan. Hier komt het Nederlandse PRIDE-experiment van pas.
Het Planetary Radio Interferometer & Doppler Experiment (PRIDE) heeft alle benodigdheden op de aarde staan en voegt dus geen extra gewicht toe aan de toch al zware satelliet. PRIDE maakt gebruik van tientallen telescopen over de hele wereld die samen precies de snelheid en richting van JUICE kunnen meten. De TU Delft en het instituut JIVE, bekend van de radiotelescopen in Dwingeloo en Westerbork, werken aan dit project.
Ook NASA gaat
NASA stuurt in 2024 ook een satelliet in dezelfde richting. De Clipper reist naar Jupiter maar zal zich vooral focussen op de maan Europa. Ondanks zijn latere lanceerdatum, arriveert Clipper een jaar eerder op zijn bestemming dan JUICE. NASA gebruikt namelijk een krachtigere raket.
De lancering van JUICE is hieronder live te volgen. De lift-off staat gepland voor 14.15 uur Nederlandse tijd.
Bronnen: Persevenement Netherlands Space Office, ESA
Beeld: Spacecraft: ESA/ATG medialab; Jupiter: NASA/ESA/J. Nichols (University of Leicester); Ganymede: NASA/JPL; Io: NASA/JPL/University of Arizona; Callisto and Europa: NASA/JPL/DLR