Raumzeit
Der Podcast mit Tim Pritlove über Raumfahrt und andere kosmische Angelegenheiten
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RZ095 JUICE

Die ESA-Mission zu den Eismonden des Jupiters

Das Jupitersystem mit seine großen Zahl an Monden birgt noch viel Unbekanntes und im nächsten Jahr startet die ESA mit JUICE eine Mission, die sich weniger auf den Planeten selbst als vielmehr auf seine Monde konzentrieren wird. Finales Ziel ist der größte der sogenannten Galileiischen Monde Ganymed. Die Sonde wird in einen Orbit um diesen Mond eintreten und dabei das Objekt über einen längeren Zeitpunkt mit vielen Instrumenten aufs genaueste untersuchen.

https://raumzeit-podcast.de/2021/10/24/rz095-juice/
Veröffentlicht am: 24. Oktober 2021
Dauer: 1:07:44


Kapitel

  1. Intro 00:00:00.000
  2. Begrüßung 00:00:33.650
  3. Hintergrund 00:01:18.922
  4. Entstehung und Ziele der Mission 00:04:59.509
  5. Flug zum Jupiter 00:15:24.262
  6. Ankunft am Jupiter 00:20:34.607
  7. Im Orbit um Ganymed 00:24:00.115
  8. Beobachtung des Jupitersystems 00:29:14.350
  9. Instrumente 00:31:40.303
  10. Datenübermittlung 00:35:43.005
  11. Wissenschaftliche Ziele der Mission 00:41:21.195
  12. Mondaktivität und Ozeane 00:44:18.236
  13. Teilchenanalyse 00:53:50.908
  14. Digital Terrain Modell 00:56:41.385
  15. Missionsmanagement 00:58:28.342
  16. Ausblick auf zukünftige Missionen 01:01:42.293
  17. Ausklang 01:05:37.496

Transkript

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Ähm es wurde klar, dass die globalen Ozeanen beherbergen. Ja und ähm die Daten, die man damals gewonnen hat, äh die waren, von den insbesondere äh geworden ja und äh man hat gesehen, dass es dort eine Induktion geben sollte. Das ist eine leitende äh Schicht geben muss, unter der Eisschicht, ja? Und ähm Modellen legen dar, dass wir globalen, äh aus salzigem Wasser haben. Und natürlich wurde auf der Erde dann in den Siebzigern, Achtzigern klar, dass ähm selbst ohne Licht ja am Boden der Ozeane das Leben entstehen kann. Es gibt diese äh berühmte äh ähm äh Schrotten, diese ähm. Äh schwarzer Raucher, glaube ich, heißt das, ja. Da sind am Boden der Ozeane äh wo Mineralien, äh wo Wärme ähm trotz, da äh trotz des Films, des Lichtes ähm Bedingungen äh schaffen können, wo Leben einfach entstehen und sich entwickeln kann, und natürlich bei den Galileation Monden gibt es kein Licht, ja, das ist unter der der Eisschicht, äh aber äh das Vorkommen von, flüssigen Wasserbaum erstmal eine Überraschung, ja? Äh die Mechanismen, wie man, flüssiges Wasser so weit weg von der Sonne. Bei einer solcher Kälte äh überhaupt erhalten kann, waren nicht ganz klar, aber allmählich hat man sich, die Physik angeschaut und äh es wurde klar, dass das gehen sollte. Und dann kam natürlich äh die ähm sensationelle Entdeckung von Casini, das war 205 im Saturnsystem, äh wo man, kleinen Mond an Celadus ähm entdeckt hat und die. Der der der den Mund kannte man schon natürlich, aber die äh Aktivität, die äh Geisers, Wasserdampfsaulen ähm die man vorher noch nie gesehen hatte, ja die waren ganz klar auf den Bildern zu sehen äh auch der Magnettometer hatte ganz klar gezeigt, dass es dort flüssiges Wasser geben sollte, aber, Dieser Mond, dieser Anceladus-Mund, im Gegensatz zu den Monden ist nur 250 Kilometer ähm hat nur ein 250 Kilometer Durchmesser, Das ist wesentlich kleiner. Äh man sollte man wäre niemals davon ausgegangen, dass solch kleine Monde äh überhaupt die Wärme behalten können über eine, eine lange Zeit, eine geologische äh relevante Zeit ähm und dass sie dann flüssiges Wasser ähm behalten können. Aber das ging und das ging durch, dieser Effekten der Gezeitenkräfte äh wodurch die ähm Elizitität der Bahn, des Mondes äh ein eine Verformung der Oberfläche und des Kerns verursacht wird. Ähm und dadurch, ähm der Mond an Wärme durch diese Reibung äh und äh diese Wärme reicht aus, um äh Wasser flüssig zu halten. Er hat man braucht, Radionike von der Einstellung des Sonnensystems nicht, ja? Die Wärme wäre schon seit langem weg.

Tim Pritlove
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Geknetet sagen wir mal ja durch die gravitativen Kräften. Und ähm das war wirklich das erste Mal, dass ähm das hatte man natürlich vermutet, aber das war das erste Mal, dass dieses Modell tatsächlich mit Daten konfrontiert werden konnte, ja? Und dann hat man sich gesagt, natürlich, bei den Galiläen Monten, er sollte so was auch Ähnliches ablaufen können, ja? Wir wissen, dass die Monde in dieser sogenannten, Resonanzen ähm zusammenhängen, das heißt die ähm die, die die Periode, die umkreisen, die Jupiter ähm in einem Verhältnis von 1 zu 2 zu 4 für Ayo. Ähm ja Europa und ähm und diese Resonanzen ähm, für Ursachen auch eine gewisse Exentrizität der Barden, die wiederum äh dieses Durchkneten der Oberfläche, ähm hervorbringt, ja? Und was wir für die Gewinnung der Wärme brauchen. Also die. Sollte man sich, mit all diesem Vorwissen äh vorstellen, ja? Wir wissen, wie es bei, wir haben auch die Titan der der den Titan äh erforscht, also die Eismunden werden, ähm Astro ähm Astrobiologische Objekte äh für sich, ja? Äh, parallel dazu hat man so viele so Planeten gefunden, man hat viele äh Gasriesen gefunden, so wie Jupiter, ja? Dass man sich einfach sagt, okay, Jupiter, ist ein Aschetyp der Gasriesen. Ja und die Munde, die Eismonde, die sind auch sehr äh sehr wahrscheinlich ähm viel verbreitet im Universum, ja. Wir haben viel Eis, viele Geistriesen, man braucht nicht zu nah an dem zentralen Gestirn zu sein, ja? Man kann weit weg vom vom Stern sein und trotzdem geht es physikalische Bedingungen, die flüssiges Wasser, erlauben unter einer Eisschicht.

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Ja

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Ja und man muss auch bedenken natürlich, dass die wissenschaftliche Ziele der Miethoden noch äh Vorrang haben, ja. Es gibt die Navigation, aber man muss man darf natürlich nicht vergessen, dass wir dort hinfliegen, um bestimmte Ziele zu erreichen, Es gibt immer ein Hin und Her zwischen wie viel Treibstoff brauchen wir, um das und das zu erreichen und äh ja, aber dann. Geometrie des Vorbeiflugs ist vielleicht nicht so genau, was mein Instrument braucht. Äh es gibt komplizierte Sachen, zum Beispiel äh Jupiter äh strahlt sehr viel ähm also Radiostrahlung, die eigentlich unser Radar ähm beeinträchtigen. Die Messungen unseres Radars beeinträchtigen könnten, ja? Deswegen müssen die Vorbeiflüge äh so konzipiert werden, dass wir abgeschirmt werden von von diesem Rauschen von von diesem Jupiterrauschen. Also man kann sich dann vorstellen, wie lange die Überlegungen ähm, bauern, damit die Traktore optimal ist für sowohl für die Wissenschaft, für die Wissenschaft als auch für die Navigation. Und ähm ja, dann ähm die hm es gibt eine Phase der Mission, wo wir allmählich, die Neigung der Bahnebene des Satelliten erhöhen, damit wir eigentlich die äh Polen äh von Jupiter sehen können, beobachten können. Während dieser Phase sind natürlich dann weniger Beobachtungen von den Monden vorgesehen, ja? Wir werden mehr, also der Fokus mehr auf äh Jupiter richten. Ähm bevor wir dann in ein Orbit um ähm, eintreten und da muss ich sagen, Juice ist die erste Mission überhaupt, äh die um einen Mund kreisen wird, ja, also äh eingefangen.

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Also ähm einer der größten Punkte ist natürlich die Sinn, das ist natürlich die die Ozeane, ja. Ganz äh, eindeutig eine das ist die Astrobiologie, die Habitabilität. Das ist ein wichtiger äh Konzept. Ähm wir suchen nicht und ich muss das nochmal betonen, ja. Äh wir so nicht mal leben. Wir suchen nach Bedingungen, die erdendliches Leben beherbergen. Und dabei spielt auch Jupiter eine zentrale Rolle, was man sich verspricht. Natürlich ist äh es gibt Fragestellungen wie ähm die Energiekrise des Jubiters, wie die Energie vom Jupiter, vom Inneren nach außen transportiert ist, das versteht man nicht ganz. Ja, die die Modelle äh. Ähm sagen Temperaturen vorher in der Thermosphäre, die viel höher sind ähm als das, was man misst und äh das sind Sachen, die man verstehen sollte, weil natürlich die ganze Wechselwirkung des Jupiters mit entmonden ist entscheidend, um zu verstehen, die Monte überhaupt äh werden können, ja. Ähm benötigt Stabilität, ja. Nicht nur flüssiges Wasser, Wasser ist natürlich eine Voraussetzung, aber auch Stabilität, Zeit, damit Leben, entstehen kann und als ich entwickeln kann, Kontakt auch mit äh wichtigen Grundbau ähm äh Grundelemente des Lebens, ja? Ähm und wie gewinnt man diese Elemente? Man braucht, flüssiges Wasser in Kontakt mit Gestein zum Beispiel, ja? Und ähm man baut chemische Energie, ja? Also das ist wirklich, was ich die Community davon verspricht, haben wir, die Bedingungen einer Abiturität im Jubiter System als Ensemble, ja? Und können wir diese äh Bedingungen, dann zu den so Planeten und äh rübertragen. Was wir sehen hier im Sonnensystem ist, es ist was sehr verbreitet oder ist es eine Ausnahme. Ja und äh ich glaube, das ist wirklich die das Wichtigste bei der Mission und das ist natürlich nur eine Etappe ähm, Für die nächsten Mietionen und vielleicht kann man sich vorstellen, dass wir irgendwann auf Europa landen und dann äh oder und dann direkt unterirdisch beobachten oder. Die ähm in die Tiefe eindringen kann irgendwie. Ähm.

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Ja und Salzgehalt und auch, also das wird nicht alles durch die gravitativen Kräften äh ähm, bedenkt oder erklärt, ja. Auch äh thermodynamisch äh hat Wasser eine ganz eine ganz wichtige Eigenschaft, nämlich dass äh die Schmelzkurve, äh im Drucktemperaturdiagramm, also im Graben des Wasser, der hat eine negative äh Neigung. Das heißt, die Schmelztemperatur, singt mit Hirndruck, und das ist ähm von der Erde bekannt, zum Beispiel der Rostocksee im Antatika ähm 4tausend Meter unter der Eisschicht äh hat man flüssiges Wasser. Und dafür braucht man nur, Erhöhung des Drucks. Irgendwann hat man einen Punkt erreicht, wo äh das Wasser einfach schmilzt. Bei den Monden, Äh natürlich ist die Oberflächenlampe viel kleiner als bei der Erde. Wir sind bei Minus 160 Grad vielleicht äh am von Europa zum Beispiel. Ähm das heißt natürlich, Dieses ähm der der Druck muss natürlich äh groß genug sein, ähm aber. Der Mond muss selbst groß genug sein, damit der Druck diesen Wert äh äh mit der Tiefe äh ähm erreichen kann. Und bei Europas scheint das zu klappen. Das heißt, Druck wird groß genug, die Gezeitenkräfte sind da und bringen die Energie und äh wir können diese ähm diese Wasserschicht haben die dann im Kontakt mit dem Kern ist. Bei äh das ist nicht unbedingt der Fall, ja? Da äh ist die Größe des Mundes, die ähm Gezeitenkräfte sind äh weniger ausgeprägt als bei bei Europa, weil man weiter weg ist äh entfernter ist äh von Jupiter und alles in allem ähm, Es ist am wahrscheinlichsten, dass wir diese diese Sandwich ähm Organisation der Eis- und Wasserschichten haben.

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Erstmal ja wir sollten wirklich gewährleisten, dass wir das nicht beschmutzen oder ja verschmutzen, Äh und zweitens, dass es äh energetisch gesehen sehr schwierig zu landen. Ja? Ähm von der Navigation her. Das wurde, studiert, aber das ist nicht nur einfach, ja, äh und ritens natürlich die die sind die Strahlungen ähm die Strahlungmenge äh am Jupiter ist wirklich, wirklich hoch, ja und äh das grillt einfach äh die ganze Elektronik. Deswegen sind die Mizonen, die wir jetzt haben, wir bleiben nicht zu wir versuchen ähm insgesamt, nicht zu lange im inneren Jupitersystem zu bleiben. Wir machen unsere Vorbeiflüge und wir sind raus, ja? Und ähm unser Orbit sind so konzipiert, dass insgesamt die Dosis, die wir dann äh erhalten, äh nicht eine bestimmte Grenze übersteigt. Und das ist bei, bei der Nass Ambition Kleeper zum Beispiel so, dass die nur diese Vorbeiflüge äh machen und dann fliegen raus. Und die akkumulieren diese Radiationsdosis ähm nur bei bestimmten Zeiten und die passen auch auf, dass die ja nicht zu viel kriegen. Aber das ist wirklich die, größte glaube ich Herausforderungen von solchen Mietionen ähm ist, dass man. Gut genug abgeschirmt ist, um bei bei Jupiter äh bei bei Juice ist das so, dass wir die ganze Elektronik der Instrumente eigentlich in so einem Bunker äh an Bord haben, ja, mit äh Beschichtung und äh mit ähm, Schutz gegen die Strahlung haben. Das macht die Masse des Bischofs auch nicht geringer, ja? Ähm, für solche Zukunft Musik Landungen auf äh auf Europa zum Beispiel, dass wir natürlich äh eine große Herausforderung.

Tim Pritlove
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