JUICE: Uma Jornada para as Luas de Júpiter
A missão JUICE estuda Júpiter e suas luas geladas pra revelar os segredos do nosso Sistema Solar.
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Índice
O Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) é uma missão da Agência Espacial Europeia (ESA) que tem como objetivo estudar Júpiter e suas luas, especialmente Ganimedes, Europa e Calisto. Lançando em abril de 2023, o JUICE vai orbitar Júpiter na década de 2030 pra coletar dados sobre sua Atmosfera, padrões climáticos e a possível habitabilidade de suas luas.
Importância de Estudar Júpiter
Júpiter é o maior planeta do nosso Sistema Solar e serve como um marco pra entender os gigantes gasosos. Ele tem mais de 79 luas conhecidas, e estudá-las pode dar insights sobre a formação e evolução dos sistemas planetários. A dinâmica atmosférica e a química únicas de Júpiter destacam processos que podem ser semelhantes em outros sistemas planetários.
Objetivos da Missão
Os principais objetivos do JUICE incluem:
- Investigar a atmosfera e o clima de Júpiter.
- Explorar as propriedades da superfície e sub-superfície de Ganimedes, Europa e Calisto.
- Entender as interações complexas entre a atmosfera, magnetosfera e as luas.
Tour Orbital do JUICE
O tour orbital do JUICE é projetado pra maximizar descobertas científicas. A espaçonave terá fases que permitem observações próximas de Júpiter e suas luas. As diferentes fases do tour são feitas para observações específicas de fenômenos atmosféricos e interações entre as luas.
Fases do Tour
- Fase Inicial: Monitorar a atmosfera de Júpiter durante a longa aproximação.
- Sobrevoos Próximos: Fazer observações detalhadas de Júpiter e suas luas pra coletar dados em alta resolução.
- Fase Inclinação: Alterar a órbita pra ter melhores vistas das regiões polares de Júpiter.
- Fase Final: Após estudar Júpiter, o JUICE entrará em órbita ao redor de Ganimedes.
Instrumentos a Bordo
O JUICE leva vários instrumentos avançados pra coletar dados de diferentes comprimentos de onda e espectros. Esses instrumentos são essenciais pra entender a atmosfera, composições da superfície e outras características de Júpiter e suas luas.
Instrumentos Principais
- UVS (Espectrógrafo Ultravioleta): Mede a luz ultravioleta pra explorar propriedades atmosféricas e auroras.
- MAJIS (Espectrômetro de Mapeamento e Imagem): Um espectrômetro de imagem que captura comprimentos de onda visíveis e próximo do infravermelho pra estudar a composição das nuvens e eventos meteorológicos.
- SWI (Instrumento de Ondas Sub-Milimétricas): Observa temperaturas e composições atmosféricas mais baixas.
- JANUS: Um sistema de câmera que fornece imagens de alta resolução da atmosfera de Júpiter.
- 3GM: Responsável pela ciência do rádio pra coletar dados sobre a atmosfera de Júpiter.
- RPWI (Instrumento de Ondas de Rádio e Plasma): Mede campos elétricos e magnéticos no ambiente joviano.
Estudando a Atmosfera de Júpiter
A atmosfera de Júpiter é dinâmica e complexa, com tempestades poderosas, ventos e padrões climáticos variados. O JUICE pretende investigar as várias camadas da atmosfera, desde a termossfera superior até as camadas de nuvem.
Camada de Clima Dinâmica
A camada de clima de Júpiter abriga vários fenômenos, incluindo tempestades e padrões de vento. As observações vão focar em:
- Camadas de Nuvens: Mapear e analisar a composição das nuvens.
- Eventos Meteorológicos: Documentar eventos como relâmpagos e sistemas de tempestade.
- Padrões de Vento: Entender as variações nos ventos em diferentes latitudes.
Química Atmosférica
A missão também vai focar em entender a composição química da atmosfera de Júpiter. A interação de diferentes gases e a influência da radiação solar serão estudadas pra ganhar insights sobre a dinâmica e química atmosférica.
Explorando as Luas Gélidas de Júpiter
Ganimedes, Europa e Calisto são três das maiores luas de Júpiter, cada uma com características únicas e potencial pra estudar vida extraterrestre.
Ganimedes
Ganimedes é a maior lua do Sistema Solar e tem um oceano abaixo da superfície. O JUICE vai examinar:
- Composição da Superfície: Analisar a superfície gelada e a possibilidade de água líquida.
- Magnetosfera: Investigar seu campo magnético e como ele interage com Júpiter.
Europa
Europa é conhecida pela sua superfície lisa coberta de gelo, sob a qual existe um oceano. As áreas-chave de investigação incluem:
- Habitabilidade Potencial: Estudar a casca de gelo e o oceano da lua pra entender as condições pra vida.
- Características da Superfície: Observar rachaduras e cristas pra atividade geológica.
Calisto
Calisto é a lua mais craterada, preservando um registro da história do Sistema Solar. O JUICE vai:
- Análise da Superfície: Investigar a superfície antiga e diversificada da lua pra aprender sobre seu passado geológico.
- Estudos Atmosféricos: Examinar a atmosfera fina em busca de sinais de processos ativos.
A Ciência das Auroras em Júpiter
As auroras de Júpiter são únicas e mais poderosas do que as da Terra. Elas são causadas por partículas carregadas do Sol interagindo com o campo magnético do planeta.
Observando Auroras
O JUICE vai tentar capturar:
- Brilho e Cor: Mapear as auroras em várias comprimentos de onda.
- Distribuição de Energia: Entender como a energia da magnetosfera afeta a atmosfera.
Ciência Sinérgica
A missão JUICE será aprimorada por colaborações com observatórios terrestres e missões parceiras como a Europa Clipper da NASA. Combinando dados de vários instrumentos e missões, os cientistas podem construir uma compreensão abrangente de Júpiter e suas luas.
Apoio de Base Terrestre
A colaboração com telescópios baseados na Terra fornecerá monitoramento a longo prazo da atmosfera de Júpiter. Isso inclui:
- Rastreamento de Eventos de Tempestade: Observar mudanças ao longo do tempo pra correlacionar com as descobertas do JUICE.
- Comprimentos de Onda Adicionais: Acessar comprimentos de onda que não são cobertos pelos instrumentos do JUICE pra melhorar o conjunto de dados.
Conclusão
A missão JUICE vai dar um olhar mais profundo sobre as complexidades de Júpiter e suas luas. As observações combinadas da dinâmica atmosférica, composições da superfície e interações com o campo magnético vão marcar avanços significativos na nossa compreensão dos gigantes gasosos e do potencial pra vida em outros mundos.
Com a investigação detalhada do JUICE em Júpiter, podemos esperar responder a perguntas importantes sobre a formação do nosso Sistema Solar e possivelmente sobre sistemas similares além do nosso.
Título: Jupiter Science Enabled by ESA's Jupiter Icy Moons Explorer
Resumo: ESA's Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) will provide a detailed investigation of the Jovian system in the 2030s, combining a suite of state-of-the-art instruments with an orbital tour tailored to maximise observing opportunities. We review the Jupiter science enabled by the JUICE mission, building on the legacy of discoveries from the Galileo, Cassini, and Juno missions, alongside ground- and space-based observatories. We focus on remote sensing of the climate, meteorology, and chemistry of the atmosphere and auroras from the cloud-forming weather layer, through the upper troposphere, into the stratosphere and ionosphere. The Jupiter orbital tour provides a wealth of opportunities for atmospheric and auroral science: global perspectives with its near-equatorial and inclined phases, sampling all phase angles from dayside to nightside, and investigating phenomena evolving on timescales from minutes to months. The remote sensing payload spans far-UV spectroscopy (50-210 nm), visible imaging (340-1080 nm), visible/near-infrared spectroscopy (0.49-5.56 $\mu$m), and sub-millimetre sounding (near 530-625\,GHz and 1067-1275\,GHz). This is coupled to radio, stellar, and solar occultation opportunities to explore the atmosphere at high vertical resolution; and radio and plasma wave measurements of electric discharges in the Jovian atmosphere and auroras. Cross-disciplinary scientific investigations enable JUICE to explore coupling processes in giant planet atmospheres, to show how the atmosphere is connected to (i) the deep circulation and composition of the hydrogen-dominated interior; and (ii) to the currents and charged particle environments of the external magnetosphere. JUICE will provide a comprehensive characterisation of the atmosphere and auroras of this archetypal giant planet.
Autores: Leigh N. Fletcher, Thibault Cavalié, Davide Grassi, Ricardo Hueso, Luisa M. Lara, Yohai Kaspi, Eli Galanti, Thomas K. Greathouse, Philippa M. Molyneux, Marina Galand, Claire Vallat, Olivier Witasse, Rosario Lorente, Paul Hartogh, François Poulet, Yves Langevin, Pasquale Palumbo, G. Randall Gladstone, Kurt D. Retherford, Michele K. Dougherty, Jan-Erik Wahlund, Stas Barabash, Luciano Iess, Lorenzo Bruzzone, Hauke Hussmann, Leonid I. Gurvits, Ondřej Santolik, Ivana Kolmasova, Georg Fischer, Ingo Müller-Wodarg, Giuseppe Piccioni, Thierry Fouchet, Jean-Claude Gérard, Agustin Sánchez-Lavega, Patrick G. J. Irwin, Denis Grodent, Francesca Altieri, Alessandro Mura, Pierre Drossart, Josh Kammer, Rohini Giles, Stéphanie Cazaux, Geraint Jones, Maria Smirnova, Emmanuel Lellouch, Alexander S. Medvedev, Raphael Moreno, Ladislav Rezac, Athena Coustenis, Marc Costa
Última atualização: 2023-10-26 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2304.10229
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2304.10229
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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