Kein Direktflug zu Jupiter möglich

Insgesamt wird JUICE acht Jahre unterwegs sein, bevor die Raumsonde im Juli 2031 das Jupitersystem erreicht. JUICE muss mehrere Vorbeiflüge an Mond, Erde und Venus absolvieren, um die notwendigen Kursänderungen durchführen und eine höhere Geschwindigkeit erreichen zu können. Mehr als die Hälfte des Startgewichts von 5,2 Tonnen ist Treibstoff, mit dem JUICE bis zum Ende der Mission auskommen muss. Die komplizierte Flugbahn mit mehreren Vorbeiflügen ist ein notwendiger Kompromiss, um Treibstoff zu sparen, der nur in einem sehr begrenzten Ausmaß mitgenommen werden kann.

Das IWF ist an drei der insgesamt zehn hochmodernen Instrumente beteiligt. Das Institut kalibrierte die Antennen des Radiowelleninstruments RPWI und ist Mitglied im wissenschaftlichen Team des Teilchenspektrometers PEP.
 

Den Betriebs- und Testvorgaben der Raumsonde JUICE entsprechend fanden seit dem Start bisher sechs erfolgreiche Funktionsüberprüfungen statt. Diese erfolgten mittels Messung des interplanetaren Magnetfeldes, das nur wenige Nanotesla groß ist.

Der Erdvorbeiflug ermöglicht einen perfekten Test der Magnetfeldsensoren“, erläutert Magnes.

Beim bevorstehenden Erdvorbeiflug am 28. September 2026 taucht die Raumsonde JUICE - wie schon Ende August 2024 - tief in das irdische Magnetfeld ein, wodurch die Messwerte auf über 3.000 Nanotesla steigen werden. "Das ist um den Faktor Tausend größer als bei den Standardüberprüfungen und ermöglicht einen perfekten Test der Magnetfeldsensoren bei Feldbedingungen, wie wir sie später auch in der Umlaufbahn um den Jupitermond Ganymed vorfinden werden", erläutert IWF-Gruppenleiter Werner Magnes.

"Das Zusammenspiel aller drei J-MAG-Sensoren ist für die geforderte Messgenauigkeit im Jupitersystem unabdingbar", betont Lammegger.

Aus Modellen ist die Richtung des Erdmagnetfeldes, das beim Vorbeiflug gemessen wird, hinreichend bekannt. Das ermöglicht die exakte Bestimmung der Ausrichtung der Fluxgate-Sensoren auf dem sehr langen Ausleger. MAGSCA liefert zusätzlich die hochgenaue Messung der Größe des Magnetfeldes. "Dadurch erfolgt nicht nur eine erweiterte Überprüfung der Funktion des Grazer Quanteninterferenz-Sensors, sondern auch das Zusammenspiel aller drei J-MAG-Sensoren, das für die geforderte Messgenauigkeit im Jupitersystem unabdingbar ist, kann im Detail studiert bzw. kontrolliert werden", betont Roland Lammegger, MAGSCA-Projektleiter am Institut für Experimentalphysik der TU Graz. "Wir sind optimistisch, dass alles wiederum so gut klappt wie beim ersten Erdvorbeiflug im August 2024, wobei ein gewisses Bauchkribbeln immer mit dabei ist", ergänzt Magnes.

Entwicklung, Bau und Betrieb der wissenschaftlichen Instrumente werden von der Agentur für Luft- und Raumfahrt (ALR) der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) über das Wahlprogramm PRODEX der ESA sowie das nationale Weltraumprogramm ASAP ermöglicht. Die ESA- und ASAP-Mittel werden vom Bundesministerium für Innovation, Mobilität und Infrastruktur bereitgestellt. Die komplementäre Finanzierung der Instrumente ermöglichen die ÖAW und die TU Graz, deren zuständiges Ministerium das Bundesministerium für Frauen, Wissenschaft und Forschung ist.

Der Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) ist eine Raumsonde der Europäischen Weltraumorganisation ESA, die am 14. April 2023 ihre Reise ins Jupitersystem begann, um den größten Planeten unseres Sonnensystems und seine Eismonde – Kallisto, Ganymed und Europa – zu erforschen, die möglicherweise Voraussetzungen für Leben bieten.

"JUICE und die nächste Großmission der ESA werden dazu beitragen, unser Verständnis von habitablen Umgebungen in und außerhalb unseres Sonnensystems zu erweitern", erläutert Helling.

Während JUICE den Fokus auf die Eismonde des Jupiters legt, plant die ESA bereits die nächste große Mission, die sich mit einem weiteren faszinierenden Himmelskörper unseres Sonnensystems befassen wird: Enceladus, ein Eismond des Saturn. Das ambitionierte Vorhaben der ESA befindet sich derzeit in der Konzeptphase und soll nach einer ausgedehnten Bau- und Flugphase die spektakulären Wasserdampf-Fontänen von Enceladus genauer untersuchen sowie die potenziellen Lebensbedingungen in seinem unter der Oberfläche verborgenen Ozean analysieren.

Die Erkenntnisse aus JUICE werden dabei eine Schlüsselrolle spielen, da sie die Grundlage für die Entwicklung von nachhaltigen und besonders zuverlässigen Instrumenten und Strategien liefern, die auch für die Erforschung anderer eisbedeckter Monde relevant sind. "Gemeinsam tragen diese Missionen dazu bei, unser Verständnis von habitablen Umgebungen in und außerhalb unseres Sonnensystems zu erweitern", erläutert Christiane Helling.