Três anos a caminho de Júpiter: o contributo do LIP para a missão JUICE
"Com chegada prevista a Júpiter em 2031, leva a bordo o RADEM, um monitor de radiação desenvolvido com participação do LIP, já ativo na recolha e envio de dados ao longo da viagem."
Cima - Representação da sonda JUICE a orbitar Júpiter. Crédito: ESA
Baixo (esq.) - Lançamento do foguetão Ariane 5 para a missão JUICE. Crédito: ESA
Baixo (dir.) - RADiation-hard Electron Monitor (RADEM) para a missão JUICE da ESA, desenvolvido pelo LIP, Paul Scherrer Institute (Suíça), EFACEC S.A. (Portugal) e IDEAS (Noruega). Crédito: LIP
Faz agora três anos que a missão JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer), da Agência Espacial Europeia. (ESA), foi lançada rumo a Júpiter e a três das suas luas geladas: Europa, Ganimedes e Calisto. Lançada em abril de 2023, tem chegada prevista ao sistema joviano em julho de 2031, onde irá estudar um ambiente planetário extremo e investigar luas que se pensa conterem oceanos subterrâneos
A bordo viaja o RADEM (RADiation-hard Electron Monitor), um monitor de radiação concebido e desenvolvido pelo LIP e pela Efacec, em cooperação com a empresa norueguesa IDEAS e o Paul Scherrer Institute, na Suíça.
.O LIP assegura também a sua operação O LIP participou em todos os testes de feixe do instrumento, ensaios realizados em condições controladas para verificar se este responde como esperado ao ambiente de radiação que irá encontrar no espaço. O LIP assegura também a sua operação.
“De forma muito simples, o RADEM tem vários detetores de silício, quase como pequenas ‘antenas’ de partículas, que registam a passagem de protões, eletrões ou iões. Depois, dependendo do tipo de partícula e da sua energia, é produzido um sinal elétrico diferente. Como tem estado sempre ligado ao longo destes três anos de viagem, o instrumento já permitiu medir radiação no espaço interplanetário, detetar mais de 30 eventos solares e observar as cinturas de radiação da Terra durante o flyby pela Terra e pela Lua. O facto de estar sempre ligado permite recolher dados valiosos”, explica Luísa Arruda.
Esquerda - Estação de Cebreros, DSA 2 (Deep Space Antenna 2), localizada a 77 km a oeste de Madrid, Espanha. Crédito: ESA
Cima, à direita - Antena de Cebreros: consola de controlo remoto do Terminal MER. Crédito: ESA
Baixo, à direita - Vista da Terra captada pela JUICE. Crédito: ESA
Esses dados são enviados para a Terra através da antena da JUICE, via rede de estações terrestres da ESA, a ESTRACK. Como a nave se encontra a uma distância muito grande, esta comunicação não é imediata: há atrasos que podem chegar a várias dezenas de minutos e a capacidade de transmissão é limitada, pelo que nem toda a informação pode ser enviada em contínuo.
Os sinais são recebidos em terra por antenas como a de Cebreros, em Espanha, e seguem primeiro para o ESOC, em Darmstadt, na Alemanha, o centro de operações da ESA, onde a telemetria é descodificada, o estado da nave é verificado e se confirma que os dados chegaram corretamente. Depois, são encaminhados para o ESAC, nos arredores de Madrid, onde entram na fase de processamento científico. É também aqui que se cruza o trabalho do LIP, responsável pelo controlo de qualidade e pelo arquivamento dos dados científicos do instrumento, uma etapa essencial para garantir que essa informação pode ser usada de forma fiável pela comunidade científica.
Mas o mais exigente ainda está por vir.
O que o RADEM vai encontrar em Júpiter
“Quando a JUICE chegar ao sistema de Júpiter, o RADEM vai finalmente entrar no ambiente para o qual foi mesmo desenhado”, afirma Luísa Arruda.
Um dos seus principais objetivos será medir a intensidade extrema dos fluxos de eletrões e protões nas cinturas de radiação de Júpiter e de Ganimedes, a única lua do Sistema Solar com a sua própria magnetosfera, uma espécie de escudo magnético que influencia o movimento das partículas carregadas à sua volta. Os cientistas querem perceber como estas partículas energéticas se distribuem, identificar variações rápidas e mapear as regiões mais perigosas para a nave.
Estes dados serão fundamentais para compreender um dos ambientes mais extremos do Sistema Solar, testar os limites da eletrónica espacial e melhorar modelos de radiação que ainda apresentam grandes incertezas.
Crédito - sonda espacial: ESA/ATG medialab; Júpiter: NASA/ESA/J. Nichols (University of Leicester); Ganimedes: NASA/JPL; Io: NASA/JPL/University of Arizona; Calisto e Europa: NASA/JPL/DLR
Outro dos grandes focos da missão será a interação entre a radiação e as luas geladas de Júpiter (Europa, Ganimedes e Calisto), mundos particularmente fascinantes por poderem esconder oceanos líquidos subterrâneos. Neste contexto, o RADEM ajudará a estudar de que forma a radiação afeta as superfícies geladas, se existem alterações locais no ambiente de partículas em torno destas luas e que implicações esses processos poderão ter para esses oceanos potencialmente habitáveis.
Ganimedes terá um papel especial na missão: os últimos nove meses da JUICE serão dedicados à órbita desta lua, permitindo observações mais detalhadas deste mundo singular.
O contributo do LIP para o RADEM insere-se numa área mais ampla de investigação e desenvolvimento dedicada ao estudo do ambiente de radiação no espaço e dos seus efeitos - a SpaceRad. O trabalho desenvolvido neste domínio está alinhado com o roteiro da ESA para a área de “Space Radiation Environment and Effects” e abrange competências em todas as tecnologias aí identificadas.