Der vom Southwest Research Institute geleitete Ultraviolettspektrograph (UVS) an Bord der ESA-Raumsonde Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) hat seine erste Inbetriebnahme nach dem Start am 14. April erfolgreich abgeschlossen.
Das UVS-Instrument ist eines von drei Instrumentenprojekten, die den Beitrag der NASA zur JUICE-Mission umfassen. Die wissenschaftlichen Ziele der Mission konzentrieren sich auf Jupiter und sein System und führen mehrere Vorbeiflüge an den großen, ozeanischen Satelliten des Planeten durch, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf der Untersuchung von Ganymed als potenziell bewohnbarem Planetenkörper liegt.
UVS ist eines von 10 wissenschaftlichen Instrumenten und 11 Untersuchungen für die Raumsonde JUICE. Die übergeordneten Ziele der Mission bestehen darin, potenziell bewohnbare Welten rund um den Gasriesen zu untersuchen und das Jupitersystem als Archetyp für Gasriesen in unserem Sonnensystem und darüber hinaus zu untersuchen.
Während die Raumsonde ihre etwa 4,1 Milliarden Meilen (6,6 Milliarden Kilometer) lange und acht Jahre dauernde Reise zum Jupitersystem antritt, war sie damit beschäftigt, ihre Antennen, Ausleger, Sensoren und Instrumente auszufahren und zu aktivieren, um alles zu überprüfen und in Betrieb zu nehmen wichtige Subsysteme. Das UVS-Instrument des SwRI ist das jüngste, dem diese Aufgabe gelungen ist.
„Unser Team von SwRI-Wissenschaftlern reiste nach Darmstadt, Deutschland, um JUICE-UVS auf Herz und Nieren zu testen“, sagte Dr. Randy Gladstone, Hauptforscher von JUICE-UVS. „Am 20. Juni öffneten wir die Tür der UVS-Öffnung, um zum ersten Mal UV-Licht aus dem Weltraum zu sammeln. Kurz darauf beobachteten wir einen Teil des Himmels, um zu überprüfen, ob das Instrument gut funktionierte.“ Das Team bildete einen Ausschnitt dieser Daten ab, während das Instrument einen Teil der Milchstraße scannte.
SwRI hat ultraviolette Spektrographen für andere Raumfahrzeuge bereitgestellt, darunter den Kometenorbiter Rosetta der ESA sowie die New Horizons-Mission der NASA zu Pluto, die Lunar Reconnaissance Orbiter-Mission im Orbit um den Mond und die Juno-Mission zum Jupiter.
„JUICE-UVS ist das fünfte in dieser Reihe und profitiert stark von der Designerfahrung, die unser Team mit dem 2011 gestarteten Juno-UVS-Instrument gesammelt hat, da es sich auf den Betrieb in Jupiters rauer Strahlungsumgebung bezieht“, sagte Steven Persyn, Programmmanager für UVS. „Jedes weitere Instrument, das wir bauen, ist leistungsfähiger als sein Vorgänger.“
Mit einem Gewicht von knapp über 40 Pfund und einer Leistungsaufnahme von nur 7,5 Watt ist UVS kleiner als ein Mikrowellenherd, dennoch wird dieses leistungsstarke Instrument die relativen Konzentrationen verschiedener Elemente und Moleküle in der Atmosphäre der Jupitermonde im Jupitersystem bestimmen. Ein ähnliches Instrument, Europa-UVS, wird 2024 an Bord des Europa Clipper der NASA starten, das 15 Monate vor JUICE über einen direkteren Weg zum Jupitersystem gelangen und sich auf die Untersuchung der potenziellen Bewohnbarkeit Europas konzentrieren wird.
„Der Einsatz zweier UVS-Instrumente, die ungefähr gleichzeitig Messungen im Jupitersystem durchführen, bietet spannende ergänzende wissenschaftliche Möglichkeiten“, sagte Dr. Kurt Retherford, Hauptforscher von Europa-UVS und stellvertretender PI für JUICE-UVS.
An Bord von JUICE wird UVS Nahaufnahmen der galiläischen Monde Europa, Ganymed und Callisto erhalten, von denen angenommen wird, dass sie alle flüssiges Wasser unter ihren eisigen Oberflächen beherbergen. UVS wird das von diesen Körpern emittierte, durchgelassene und reflektierte ultraviolette Licht aufzeichnen und so die Zusammensetzung ihrer Oberflächen und dünnen Atmosphären sowie ihre Wechselwirkung mit Jupiter und seiner riesigen Magnetosphäre enthüllen. Weitere wissenschaftliche Ziele sind Beobachtungen des Jupiter selbst sowie der Gase seines Vulkanmondes Io, die sich in der Jupiter-Magnetosphäre ausbreiten.
JUICE ist die erste Großraummission im ESA-Programm „Cosmic Vision 2015–2025“. Die Raumfahrzeuge und wissenschaftlichen Instrumente wurden von Teams aus 15 europäischen Ländern, Japan und den Vereinigten Staaten gebaut.
Zum UVS-Instrumententeam des SwRI gehören weitere Wissenschaftler der University of Colorado Boulder, des SETI-Instituts, der University of Leicester (UK), des Imperial College London (UK), der Universität Lüttich (Belgien), des Royal Institute of Technology (Schweden) und das Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (Frankreich). Das Planetary Missions Program Office im Marshall Space Flight Center der NASA überwacht den UVS-Beitrag zur ESA im Rahmen des Solar System Exploration Program der Agentur.
Das Raumschiff JUICE wurde von Airbus Defence and Space entwickelt.