Een lange radarstraal die onder het oppervlak van de ijzige manen van Jupiter zal sonderen, is op aarde getest met behulp van een helikopter.

ESA's Jupiter Icy Moons Explorer, SAP, staat gepland voor lancering in 2022, zeven jaar later aankomen. Het zal de turbulente atmosfeer en uitgestrekte magnetische velden van Jupiter bestuderen, evenals de planeetgrote manen Ganymedes, Europa en Callisto. Er wordt aangenomen dat alle drie de manen oceanen van vloeibaar water onder hun ijzige korst hebben en belangrijke aanwijzingen zouden moeten geven over het potentieel voor dergelijke lichamen om bewoonbare omgevingen te herbergen.

Een manier om de aard van de ondergrond van de manen te bepalen, is door met radar door het ijs te dringen. Dat zal de taak zijn van het Radar for Icy Moons Exploration-instrument, die de eerste in zijn soort zal zijn die in staat is om directe ondergrondse metingen van werelden in het buitenste zonnestelsel uit te voeren.

Na de lancering zal een 16 m lange giek worden ingezet en, eenmaal bij de manen van Jupiter, het zal radiogolven naar het oppervlak zenden en de timing en sterkte van hun reflecties analyseren van objecten begraven tot ongeveer 9 km diep. Het ziet verticale details tot 50 m.

Het zal ook helpen bij het karakteriseren van het brede scala aan compositorische, thermische en structurele variaties die worden verwacht in de ondergrond van deze unieke en geologisch complexe werelden.

Om de belangrijkste kenmerken van de antenne te meten, en om computersimulaties te verifiëren, er is een test uitgevoerd met een helikopter die opereerde vanaf een zweefvliegveld in Heiligenberg, in de buurt van Friedrichshafen, Duitsland, vorige week. De antenne was gemonteerd op een vereenvoudigde mock-up van het ruimtevaartuig en hing 150 m onder de helikopter, die tussen de 50 en 320 m boven de grond zweefde.

De tests werden uitgevoerd met de antenne en het zonnepaneel in horizontale en verticale oriëntaties ten opzichte van de mock-up van het ruimtevaartuig, om de interactie tussen de ruimtevaartuigcomponenten en de antenne te begrijpen, en om de kenmerken van de geretourneerde signalen te testen.

De helikopter bood de flexibiliteit om in behendige manoeuvres dicht bij de grond te vliegen, inclusief achtbanen.

"Alle experimenten zijn voltooid en hebben een grote hoeveelheid gegevens opgeleverd die in de komende weken zullen worden geanalyseerd om de volgende stappen van de ontwikkeling van het instrument te begeleiden en om de modellering van onze softwaresimulaties die in het laboratorium zijn ontwikkeld, te verbeteren. " zegt hoofdonderzoeker Lorenzo Bruzzone van de Universiteit van Trento, Italië.

"De test was een fundamentele stap om het gedrag van de echte antenne te begrijpen, waardoor we uiteindelijk zeer nauwkeurige metingen kunnen uitvoeren van de radarecho's die worden gereflecteerd door de diepe ondergrond van de Joviaanse ijzige manen."

Juice zal langs de manen vliegen op afstanden tussen 1000 km en 200 km. Het zal ook negen maanden in een baan om Ganymedes draaien, met de laatste vier maanden op een hoogte van ongeveer 500 km.

Terwijl de oceanen van de manen van Jupiter waarschijnlijk op aanzienlijke diepte onder hun ijzige korsten begraven liggen, de radar zal in staat zijn om aanwijzingen te verzamelen over hun complexe evolutie.

Bijvoorbeeld, het zal de potentieel actieve regio's van Europa verkennen en in staat zijn om te onderscheiden waar de samenstelling verandert, alsof er lokale, ondiepe waterreservoirs ingeklemd tussen ijzige lagen.

Het zal in staat zijn om 'afgebogen' ondergrondse lagen te vinden, die zal helpen om de tektonische geschiedenis van Ganymedes in het bijzonder te bepalen. Het onderscheid tussen ijs- en niet-ijsmaterialen zal ook mogelijk zijn, misschien de detectie van begraven cyrovulkanische reservoirs mogelijk maken.

op Callisto, radarprofilering zal helpen om de evolutie te begrijpen van grote inslagkraterstructuren die zichtbaar zijn aan de oppervlakte, die meestal meerdere velgen en een centrale koepel vertonen. Hun aard geeft aanwijzingen over de aard van het oppervlak en de ondergrond op het moment van de inslag.

"Als je met radar in de ondergrond van deze manen kijkt, is het alsof je terugkijkt in de tijd, ons helpen de geologische evolutie van deze raadselachtige werelden te bepalen, " zegt Olivier Witasse, ESA's Juice-projectwetenschapper.

"De radar is een van de tien instrumenten op ons ruimtevaartuig die samen de krachtigste teledetectie zullen zijn, geofysisch, en in situ complementaire lading die ooit naar het buitenste zonnestelsel is gevlogen."