Středobodem pozornosti mise ESA JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) bude Ganymedes: největší měsíc planety Jupiter a ideální přirozená laboratoř pro studium ledových světů Sluneční soustavy.

Existuje přitom celá řada klíčových důvodů, proč se sonda JUICE zaměří právě na měsíc Ganymedes.

Především: v jeho případě se domníváme, že pod svou ledovou krustou ukrývá slaný oceán. Ten může být natolik velký, že pokryje celý měsíc. Ačkoliv to nevíme s jistotou. Z čeho se skládá a jak hluboký je? Jedním z klíčových cílů u měsíce Ganymedes je průzkum této vodní masy. A také srovnání s dalšími Jupiterovými měsíci, které mají oceány. To proto, abychom mohli získat jasnější pohled na tyto světy, které považujeme za potenciální místa pro vznik a vývoj života.

Ganymedes také vykazuje komplexní interakce s kosmickým prostředím kolem Jupitera. Jde o jeden z nejintenzivnějších a nejdynamičtějších regionů ve Sluneční soustavě. Je to také jediný měsíc – a jedno ze tří pevných těles ve Sluneční soustavě – který generuje své vlastní magnetické pole. Jak to dělá? Co pohání a udržuje jeho vnitřní dynamo? A proč něco podobného není u dalších měsíců?

Magnetické pole měsíce Ganymedes vytváří malou magnetickou „bublinu“ (magnetosféru), která existuje v rámci větší magnetosféry planety Jupiter. Tato bublina neustále interaguje s elektromagnetickými poli a žhavou ionizovanou hmotou (plazmou) vyplňující celou oblast a vytváří silné polární záře. Sonda JUICE bude měřit magnetické a elektrické pole, energetické částice, atomy a molekuly, stejně jako procesy v okolí měsíce Ganymedes. Pokud máme porozumět tomu, jak se měsíce tvoří a jak fungují, tak musíme sledovat kterak tyto částice a pole reagují v kontaktu s prostředím planety Jupiter. Informace pak můžeme použít u jiných plynných obrů kdekoliv ve vesmíru.

V neposlední řadě měsíc Ganymedes zaujímá unikátní pozici v Jupiterově systému z hlediska evoluce a geologie, čímž poskytuje unikátní okno do jeho historie za poslední miliardy let.

Komplexní povrch měsíce v sobě nese stopy věků a nabízí jak starý rozeklaný terén, který můžeme vidět třeba na Callisto, tak hladší a novější povrch, který je k vidění třeba na Europě. Studiem útvarů na povrchu Ganymeda mohou vědci získat vhled do toho, kterak zásahy z vesmíru a geologické procesy jako je třeba tektonika utváří v průběhu času Jupiterovy měsíce. Sem patří i mapování složení povrchu Ganymeda. Zvláště pak v oblastech, které mohou nést stopy minulých procesů jako je kosmické počasí, kryovulkanismus nebo tektonika. Stejně jako stanovení fyzikálních vlastností ledové krusty měsíce, o které se domníváme, že může být až 130 km silná.

Jak to bude sonda JUICE dělat?

Sonda JUICE představuje unikátní misi. Půjde o první kosmickou sondu, která vstoupí na oběžnou dráhu jiného měsíce, než je ten náš. A stejně tak jde o první sondu, která změní dráhu z oběžné kolem planety na oběžnou kolem Měsíce (z orbity Jupitera na orbitu Ganymeda). Nejprve vstoupí na orbitu kolem Jupitera a provede množství průletů kolem měsíců (včetně dvanácti u Ganymeda). Pak přejde na oběžnou dráhu měsíce Ganymedes a začne jeho detailní průzkum.

Sonda JUICE bude měřit, kterak Ganymedes rotuje, jeho gravitační pole a geofyzikální vlastnosti, tvar a podobu interiéru, magnetické pole a atmosféru, složení a mineralogii, ledový povrch a útvary na něm, jeho emise do kosmického prostoru a interakce s okolím a – především – jeho podpovrchový oceán. Poprvé v historii bude provedena „tomografie“ měsíce Ganymedes, díky sledování z různých pohledů dojde k pokusu rekonstruovat pohled na jeho interiér. Stejně jako k vyhodnocení jeho biosignatur (prvků, které jsou biologicky základní, i když ne dostatečné, pro život: například uhlík, kyslík, magnesium, železo nebo kapalná voda).

Kosmická sonda bude každou z vrstev měsíce Ganymedes studovat zvlášť: jeho jádro (domníváme se o něm, že je kapalné a bohaté na železo), kůru (kamenná a ledová), slaný oceán, ledovou krustu, magnetosféru a řídkou atmosféru (včetně nejvyšší vrstvy – exosféry). Něco podobného bude možné díky deseti špičkovým vědeckým přístrojům, stejně jako jednomu experimentu (PRIDE) a jednomu monitoru radiace (RADEM). To vybavení bude řešit vědecké cíle mise ziskem dat na dálku, na místě a i geofyzikálními pozorováními.

Níže jsou uvedené některé z cílů sondy JUICE týkající se měsíce Ganymedes. Nejdůležitější přístroje potřebné k jejich dosažení jsou pak uvedené v závorkách.

JUICE bude…

…měřit složky magnetického pole měsíce Ganymedes (J-MAG).

…pozorovat energetické části a odhalovat, kterak interagují s magnetosférou Jupitera nebo povrchem měsíce (RPWI, PEP a RADEM).

…zkoumat polární záře na měsíci Ganymedes (UVS, MAJIS a JANUS).

…měřit hustotu a chemické složení atmosféry a ionosféry měsíce Ganymedes (PEP, 3GM, PRIDE a RIME).

…charakterizovat složení a fyzikální vlastnosti povrchu měsíce Ganymedes (MAJIS, UVS, SWI, a 3GM), včetně mapování celého povrchu s rozlišením 100 až 400 m na pixel a studia místní geologie (JANUS).

…mapování oblastí zájmu ve vysokém spektrálním a prostorovém rozlišení (přístroje vzdáleného průzkumu, radar a GALA), stejně jako měření topografie a drsnosti povrchových oblastí (GALA).

…získávat první podpovrchová měření měsíce Ganymedes s pomocí ledem pronikajícího radaru (RIME).

…charakterizovat podpovrchový oceán měřením přílivu a odlivu (GALA), gravitační pole měsíce Ganymedes (3GM) a magnetickou indukci měsíce (J-MAG). Provedena budou též pasivní radarová měření pomocí přístrojů RIME a RPWI.

…studovat vnitřní strukturu měsíce Ganymedes měřením jeho gravitačního pole a rotace (3GM, GALA a JANUS).

…přesně zaměřit pozici měsíce v systému planety Jupiter (3GM, PRIDE a JANUS).

Podtrženo, sečteno: sonda JUICE vykreslí zcela nový a kompletní obrázek měsíce Ganymedes a jeho místa v soustavě planety Jupiter.

Další informace jsou k dispozici na portálu Evropské kosmické agentury (ESA).