Jupiter og Juno sonde

Junosonden dykker helt tæt på ismåne

Trods sin golde og isede overflade er Jupiters måne Europa ét af de bedste bud på at finde liv i Solsystemet. Og nu får den snart besøg: Rumsonden Juno kredser i slutningen af september helt tæt hen over den spruttende verden af is.

Trods sin golde og isede overflade er Jupiters måne Europa ét af de bedste bud på at finde liv i Solsystemet. Og nu får den snart besøg: Rumsonden Juno kredser i slutningen af september helt tæt hen over den spruttende verden af is.

NASA/Shutterstock

Forestil dig en øde isørken. Under dine fødder ligger kilometertykke iskapper, og nogle steder slår isen dybe sprækker, hvorfra flere hundrede kilometer høje gejsere sprutter ud i rummet.

Her er ingen atmosfære, hvor livet kan ånde frit, og intet sted på overfladen er der spor af planter, træer, søer, oceaner eller noget andet, vi forbinder med liv her på Jorden.

Sådan er de barske betingelser på månen Europa, der kredser om Solsystemets største planet, Jupiter. Men spørger man, om nogen ved deres fulde fem alligevel vil lede efter liv i dette trøstesløse isrige, er astronomernes svar et rungende ja.

“Europa er rigtig interessant at studere, fordi den har dobbelt så meget vand i oceanerne under iskapperne, som der er her på Jorden,” forklarer professor John Leif Jørgensen til Illustreret Videnskab.

Han arbejder ved danske DTU Space, der har leveret de såkaldte stjernekameraer til Junosonden, som netop nu er i kredsløb om Jupiter.

"Europa er rigtig interessant at studere, fordi den har dobbelt så meget vand i oceanerne under iskapperne, som der er her på Jorden." Professor John Leif Jørgensen, DTU Space

I slutningen af september dykker Juno helt tæt på Europa, og i en højde af bare 355 kilometer over månens overflade vil sonden udføre målinger, som skal gøre astronomerne endnu klogere på månens indre og betingelserne for levende organismer – bl.a. ved at undersøge de gigantiske gejsere, der bogstavelig talt kan sprutte af liv.

Ventilfejl ændrede Junos bane

Junosonden er på størrelse med en lille personbil og opkaldt efter gudinden, der var gift med romernes øverste gud, Jupiter. Sonden blev opsendt den 5. august 2011, og efter næsten fem års rejse nåede den sit mål.

Men da Juno skulle gå i kredsløb om Jupiter og bremse ned fra en hastighed på cirka 250.000 km/t, havde en ventilfejl i raketmotoren nær fået sonden til at eksplodere. Heldigvis tjekkede NASA’s ingeniører ventilerne, inden raketmotoren blev tændt.

Juno sonde

Juno er på størrelse med en personbil og forsynet med ni meter lange solcellepaneler, der leverer strøm til instrumenterne.

© NASA

Ventilfejlen betød, at NASA måtte droppe den oprindelige plan om at affyre raketmotoren for at bringe Juno ind i en tættere bane omkring Jupiter.

Sonden skulle have kredset to gange rundt om Jupiter i 53 dage lange kredsløb for derefter at rykke tættere på i 14 dage lange kredsløb i resten af missionens varighed. De kortere kredsløb ville betyde mindre ventetid mellem Junos videnskabelige målinger.

Men pga. ventilproblemerne besluttede NASA for en sikkerheds skyld at beholde de 53 dage lange kredsløb omkring kæmpeplanetens poler. Og den taktik har nu bragt Juno på kurs mod et af de sandsynligste steder at finde liv i Solsystemet.

Jupiter smelter ismåne

Junomissionens formål var først og fremmest at undersøge Jupiter. Med kameraet JunoCam har sonden bl.a. taget de første billeder af gasgigantens nordpol, ligesom instrumenterne ombord har målt gasgigantens kraftige magnetfelt.

Jupiter roterer så hurtigt om sig selv, at et døgn blot varer 9,5 timer. Hastigheden betyder, at Jupiter bliver trykket flad, så den buler lidt ud ved ækvator. Og det er her, vi finder forklaringen på, hvordan en trøstesløs ismåne som Europa kan have flydende vand.

Da Europa er relativt tæt på Jupiter, dvs. cirka 671.000 kilometer – eller den dobbelte afstand fra Jorden til Månen – bliver Europa mast af Jupiters tyngdepåvirkning som et stykke modellervoks mellem to fingre.

Processen afsætter så meget energi, at isen i månens indre smelter og bliver til et kæmpemæssigt flydende ocean. Hydrotermiske væld på havbunden kan derudover bidrage med varme og salte, som øger betingelserne for liv.

Danser ballet med måner

Jupiters bule omkring ækvator spiller også en særlig rolle, når Junosonden i slutningen af september dykker helt tæt på Europa.

For at bringe sonden skiftevis på afstand af og helt tæt på planeten er Junos kredsløb omkring Jupiter stærkt elliptisk.

Denne metode er valgt, fordi Jupiter er omgivet af gigantiske strålingsbælter, der er cirka 10.000 gange stærkere end på Jorden og med tiden vil ødelægge sondens elektronik og computere ombord.

Det elliptiske kredsløb betyder, at Juno skiftevis kan “dyppe tæerne” i Jupiters stråling og foretage målinger helt tæt på planeten og i den modsatte ende af kredsløbet hvile elektronikken på god afstand.

Jupiters bule ændrer dog gradvist den måde, sonden kredser om planeten på, og i midten af 2021 fik Juno mulighed for at flyve forbi Solsystemets største måne, Ganymedes.

Selvom hovedmotoren var ude af drift, lykkedes det vha. sondens 12 mindre raketdyser og tyngdepåvirkningen fra Ganymedes at afkorte Junos kredsløb fra 53 til 43 dage og samtidig ændre kursen, så det blev muligt at lægge vejen forbi Europa i blot 355 kilometers højde.

Herfra vil Juno kunne foretage meget nøjagtige målinger af ismånen.

Den oprindelige Junomission endte i 2018, men NASA har siden udvidet missionen to gange for at bringe Junosonden tættere på Jupiter og månerne Ganymedes, Europa og Io.

Afstand til Jupiter
© Ken Ikeda Madsen / Shutterstock

1. Juno begynder med Jupiter

Med et 53 dage langt og meget elliptisk kredsløb begynder Juno sin udforskning af Jupiter. Banen er lagt sådan, at sonden opholder sig kort tid i Jupiters skadelige strålingsbælter, der kan ødelægge elektronikken ombord.

Afstand til Jupiter
© Ken Ikeda Madsen / Shutterstock

2. Kæmpemåne ændrer kredsløb

Under en tæt forbiflyvning af Solsystemets største måne, Ganymedes, forkorter tyngdepåvirkningen Junos kredsløb til 43 dage. Sondens kurs bliver samtidig ændret, så Juno bliver bragt tæt forbi ismånen Europa i september 2022.

Afstand til Jupiter
© Ken Ikeda Madsen / Shutterstock

3. Europa slynger Juno videre

Når Juno overflyver Europa i en højde af bare 355 kilometer, ændrer tyngdepåvirkningen atter en gang banen, så kredsløbet forkortes til 38 dage. Kursen gør det muligt at flyve tæt forbi den vulkansk aktive måne Io i 2023 og 2024.

Europas tyngdepåvirkning vil herefter blive brugt til at forkorte sondens omløbstid yderligere til 34 dage, som i 2023 bringer Juno helt tæt på den vulkansk aktive måne Io.

“Flyvehøjden over Europa er bestemt ud fra, at den kan bringe os videre til Io. Det er på en måde en ballet, vi danser med månerne, som er med til at spare brændstof,” siger John Leif Jørgensen.

Gejsere rummer byggesten

Når Juno den 29. september passerer tættest forbi Europa i en højde, som er lavere end rumstationen ISS’ bane omkring Jorden, vil den forhåbentlig tage billeder af ét af månens mest opsigtsvækkende træk.

“Vi ved ikke, hvor tit der opstår revner i isen, men vi ved, at de sender gejsere op, som er et par hundrede kilometer høje. Det er jo noget af en vandstråle. Man var heldig at kunne se gejserne ved Enceladus (ismåne ved Saturn, red.) under Cassinimissionen, og vi håber på at kunne opleve det samme med Juno ved Europa,” siger John Leif Jørgensen.

Planeter

I januar 2022 knipsede Junosonden et opsigtsvækkende billede af Jupiters enorme legeme delvist oplyst af Solen, mens to mindre kloder, månerne Europa og Io, anes i mørket.

© NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Cassinimissionen bragte et rumfartøj tæt forbi Enceladus’ gejsere i 2008-2009, og her målte sonden tilstedeværelsen af organiske molekyler, der muligvis er aminosyrer – livets byggesten.

Måske er de samme molekyler til stede i Europas gejsere, omend det endelige bevis for liv på den særprægede måne nok tidligst bliver bekræftet af fremtidige rummissioner som JUICE eller Europa Clipper, der i slutningen af årtiet skal gå endnu tættere på ismånen.

John Leif Jørgensen vil dog blive overrasket, hvis ikke Europa har levende organismer.

“Ja. Det ville forbavse mig. Europa har alle betingelserne for liv, og der er større sandsynlighed for at finde liv på Europa end på Mars,” siger han.

Hvis John Leif Jørgensen har ret, og fremtidige missioner rent faktisk påviser liv på ismånen – om det så er mikroskopisk – vil det være den største videnskabelige opdagelse i menneskehedens historie.

For i så fald er vi ikke alene i universet.

"Europa har alle betingelserne for liv, og der er større sandsynlighed for at finde liv på Europa end på Mars." Professor John Leif Jørgensen, DTU Space