Leven op de manen van Jupiter? Europese missie onderzoekt het
In 1610 richtte de geleerde Galileo zijn verbeterde telescoop op Jupiter. Daar zag hij als eerste vier manen: Io, Europa, Ganymedes en Callisto. Vier eeuwen later gaat de Europese ruimtevaartorganisatie ESA deze manen, minus Io, bezoeken.
Ruimtesonde Jupiter Icy Moons Explorer, kortweg Juice, wordt met een Ariane-5-raket gelanceerd vanuit Frans-Guyana. Voor ESA staat er veel op het spel. Sinds het einde van de Rosetta-missie in 2016 kwam het niet meer tot een zelfstandige Europese missie buiten de baan van Mars.
Het voornaamste doel is te achterhalen of leven kan zijn ontstaan op de manen. "Juice heeft geen instrumenten die leven kunnen vinden", zegt ESA-ingenieur Alessandro Atzei. Wat de sonde doet is de omstandigheden op de manen nauwkeurig in kaart brengen. "Zijn daar de ingrediënten voor leven? Tenminste, zoals wij het kennen."
Sowieso is maan Europa een veelbelovende plek. "We weten dat water er in grote hoeveelheden voorkomt", zegt Bert Vermeersen, hoogleraar planetaire exploratie aan de TU Delft. "De oceanen zijn zelfs groter dan op aarde."
Aan de oppervlakte is het water bevroren, maar daaronder bevindt zich een oceaan. Wetenschappers willen ook de samenstelling van het water onderzoeken omdat die heel bepalend is voor de kans of er leven kan ontstaan.
Planeetonderzoeker Vermeersen is benieuwd naar de dikte van de ijslaag. "Als het ijs 20 kilometer dik is, is dat geen goed nieuws voor een toekomstige missie die een boor meeneemt", zegt hij. "We hebben al moeite diepe meren op 2 á 3 kilometer onder het Antarctisch ijs te bereiken."
De tien instrumenten aan boord meten ook andere zaken, zoals de samenstelling van de atmosfeer en radioactiviteit. Ook heeft Juice een camera.
Geduld nodig
Wetenschappelijke resultaten zeggen niet alleen iets over ons zonnestelsel. Als de omstandigheden op de manen rond een gasreus als Jupiter gunstig zijn voor leven, zegt dat ook iets over de kans op leven op planeten rond andere sterren. En daar zijn de laatste jaren talrijke gasreuzen ontdekt.
Voor de eerste resultaten moeten we wel geduld hebben. Pas in de zomer van 2031 arriveert Juice bij Jupiter. Om snelheid op te bouwen moet de sonde eerst vier keer een slinger krijgen van de maan, aarde en Venus; gravity assists - hulp van de zwaartekracht - in ruimtevaartjargon.
Dat werkt zo:
Bij Jupiter zal de sonde afremmen om tientallen scheervluchten te maken langs de manen. Voornaamste bestemming is Ganymedes, een maan groter dan de planeet Mercurius. In 2035 gaat Juice hier rondjes draaien om uiteindelijk te pletter te slaan.
Niet alleen het vluchtplan, maar ook de bouw was ingewikkeld. Zo zijn de omstandigheden op de route van Juice extreem. Bij Venus warmt de sonde op tot 250 graden Celsius. Terwijl hij later kan afkoelen tot 230 graden onder nul. Bovendien zijn het magnetisch veld en de straling rond Jupiter extreem sterk. De gevoeligste elektronica van Juice bevindt zich daarom in een loden 'kluis'.
Ook de afstand is een uitdaging. "Het is zo ver weg dat Juice niet meteen reageert op commando's", zegt Atzei, ingenieur van ESA. "We gebruiken veel autonome systemen. Alles is voorgeprogrammeerd."
Omdat Jupiter meer dan vijf keer zo ver van de zon staat als de aarde, krijgt de planeet maar 3 procent van de zonne-energie. Juice heeft daarom 85 vierkante meter aan zonnepanelen - gebouwd door Airbus in Leiden - die dubbel zijn opgevouwen.
Andere dingen om naar te kijken
Naast de omstandigheden voor leven onderzoeken wetenschappers ook het ontstaan en de ontwikkeling van het zonnestelsel. "Het systeem van Jupiter is eigenlijk een soort mini-zonnestelsel", zegt Atzei. Centraal staat een gasreus met rotsachtige manen eromheen, zoals de aarde en andere planeten om de zon draaien. Kennis over Jupiters systeem helpt ook ons zonnestelsel te begrijpen. En planetenstelsels rond andere sterren.
Voor dit onderzoek willen wetenschappers extreem nauwkeurig meten waar de manen én Juice zich bevinden. Dat doen ze met het Nederlandse experiment PRIDE van de TU Delft en het instituut JIVE, bekend van de radiotelescopen in Dwingeloo en Westerbork.
Door het signaal van de sonde te volgen met radiotelescopen bepalen ze de snelheid en richting. Zo kan indirect het rijzen en dalen van het ijs op de manen worden gevolgd. Dit gebeurt onder invloed van Jupiters immense zwaartekracht. Met de GALA-laser, een instrument waar planeetwetenschapper Vermeersen bij betrokken is, meet Juice de afstand tot de manen. Omdat precies bekend is waar sonde en maan zich bevinden, kunnen onderzoekers het getij precies meten.
Ook NASA gaat
Juice is niet de eerste missie naar Jupiter. Niet alleen vlogen Voyager 1 en 2 van de Amerikaanse tegenhanger van de ESA, NASA, langs de planeet; missies Galileo en Juno van NASA hadden de planeet als eindbestemming.
Ook tussen 2031 en 2035 is Juice niet alleen. NASA lanceert in 2024 de Europa Clipper, een sonde die de maan Europa onderzoekt. Ondanks zijn latere lancering arriveert de Clipper een jaar eerder dan Juice. Dat komt doordat NASA een krachtiger raket gebruikt.
