JUICE-MAGSCA

Ausgangssituation / Motivation

JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) ist die erste ESA-Mission ins äußere Sonnensystem. Sie wird mit insgesamt zehn wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet sein, die den Gasriesen Jupiter und drei seiner größten Monde – Ganymed, Kallisto und Europa – untersuchen sollen.

Der Start ist für Juni 2022 geplant. Nach ihrer Ankunft am größten Planeten unseres Sonnensystems im Jahr 2029 wird die Sonde den Jupiter und seine Monde mindestens drei Jahre lang im Detail erforschen.

Inhalte und Zielsetzungen

Das J-MAG Instrument an Bord von JUICE wird von einem internationalen Konsortium entwickelt und gebaut. Es handelt sich um ein 3-Sensoren-Magnetometer mit zwei Fluxgate-Sensoren und einem Skalar-Sensor, das das Magnetfeld im einem Frequenzbereich bis 64 Hz in der direkten Umgebung das Satelliten auf einem 10,5 Meter langen Ausleger messen wird.

Der Bau der Fluxgate-Sensoren wird vom Imperial College London und von der Technischen Universität Braunschweig durchgeführt. Die Entwicklung des Skalar-Sensors erfolgt durch eine sehr enge Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und dem Institut für Experimentalphysik (IEP) der Technischen Universität Graz.

Skalarmagnetometer basierend auf dem Prinzip des optischen Pumpens können den Betrag des Magnetfeldes mit sehr geringem absolutem Fehler messen. Die geforderte Genauigkeit bei der Messung des Magnetfeldes kann bei der JUICE-Mission nur dann erreicht werden, wenn ein Skalarmagnetometer die eingesetzten Vektormagnetometer als Referenz ergänzt.

Die Vorteile der Grazer Entwicklung gegenüber anderen Messtechnologien sind der Messbereich über mehr als sechs Dekaden und die dem Messprinzip inhärente Richtungs-unabhängigkeit der Messung, welche ein vereinfachtes rein optisches Sensordesign ohne zusätzliche Anregungsfelder, bewegte Teile oder Elektronik ermöglicht.

Dieser Projektvorschlag umfasst

1. den Auf- und Zusammenbau des Reserve-Flugmodells,
2. die Durchführung der Tests mit dem Flugmodell nach der Lieferung an die Europäischen Weltraumorganisation sowie die Funktions-, Zuverlässigkeits- und Kalibriermessungen mit dem Reserve-Flugmodell und
3. die Vorbereitungen für den reibungslosen Betrieb sowie die Evaluierung des Skalarmagnetometers nach dem Start im Juni 2022.

Erwartete Ergebnisse

Dieses Projekt schließt unmittelbar an mehrjährige Aktivitäten, die im Rahmen eines PRODEX-Kontraktes durchgeführt wurden, an. Der PRODEX-Kontrakt umfasste die gesamte Entwicklungsarbeit, sowie den Bau und Test aller Vorläufermodelle inklusive dem Flugmodell.

Das Skalarmagnetometer ist von großer Bedeutung für die Genauigkeit der Magnetfeld-messung und somit für den Gesamterfolg der JUICE-Mission. Darüber hinaus werden österreichische Wissenschaftler:innen und Studenten und Studentinnen am technologischen (Steigerung der Zuverlässigkeit und Weltraumqualifikation einer neuen Sensortechnologie) und wissenschaftlichen Erfolg der Mission (z.B. der Erforschung der Ozeane unter den Oberflächen der Eismonde im Jupitersystem und des Eigenfeldes des Jupitermond Ganymed) in einer einzigartigen Art und Weise teilhaben können.

Die Sichtbarkeit und die Kompetenz der Projektpartner bei der Erforschung der Planeten unseres Sonnensystems wird dadurch gefestigt und weiter verstärkt.

Projektleitung

Österreichische Akademie der Wissenschaften

Projektpartner:innen

Technische Universität Graz

Österreichische Akademie der Wissenschaften
Dr. Ignaz Seipel-Platz 2
A-1010 Wien
Web: www.oeaw.ac.at