Magnetometer auf Raumsonde JUICE startete Betrieb erfolgreich

JUICE soll klären, ob es Leben in den Ozeanen der Jupiter-Eismonde geben könnte © APA/ESA

Rund ein Monat nach dem Start der europäischen Raumsonde JUICE, die zum Jupitersystem reist, ist das 3-Sensoren-Magnetometer namens J-MAG erfolgreich in Betrieb genommen worden. An dem Instrument war das Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und die Technische Universität Graz beteiligt. Damit gibt es nun grünes Licht für die Magnetfeldmessung auf dem Weg zum Jupiter, hieß es am Mittwoch in einer Aussendung der ÖAW.

Der JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) ist eine Raumsonde der Europäischen Weltraumorganisation ESA, die am 14. April ihre achtjährige Reise ins Jupitersystem angetreten hat, um den größten Planeten unseres Sonnensystems und seine Eismonde Ganymed, Kallisto und Europa zu erforschen. Das nun in Betrieb genommene J-MAG besteht aus drei Sensoren, die das Magnetfeld von Jupiter und seinen Monden unter die Lupe nehmen sollen. Bis zum Beginn der Messungen vor Ort sei es aber noch ein weiter Weg: „Bei einer ersten ausführlichen Inbetriebnahme haben sich alle drei Sensoren als einwandfrei funktionstüchtig erwiesen. Damit trat auch der österreichische Quanteninterferenzsensor – eine präzise, aber komplexe Technologie – erstmals außerhalb der Erdumlaufbahn in Aktion“, hieß es seitens der ÖAW.

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J-MAG dürfte für die JUICE-Mission von entscheidender Bedeutung sein, um die Ozeane zu charakterisieren, die unter den äußeren Eiskrusten der Jupitermonde Ganymed, Kallisto und Europa vermutet werden, und um festzustellen, ob diese Leben beherbergen könnten. Obwohl die Sonde noch Jahre brauchen wird, um das Jupitersystem zu erreichen, sei der frühe Testerfolg des Instruments ein wichtiger Meilenstein für die Durchführbarkeit der Mission. Von den drei Sensoren wurde einer am Imperial College, einer an der Technischen Universität Braunschweig und einer am Weltrauminstitut der ÖAW in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Graz gebaut.

Bei den Instrumenten von Imperial College und TU Braunschweig handelt es sich um sogenannte Fluxgate-Sensoren, die die Richtung und Stärke von Magnetfeldern messen können. Sie werden als Outboard-(MAGOBS) bzw. Inboard-Sensoren (MAGIBS) bezeichnet, die im Abstand von drei Metern auf einem 10,6 Meter langen Ausleger montiert sind, um die Sensoren vom Einfluss der Raumsonde zu isolieren.

Fluxgate-Sensoren müssen während des Flugs regelmäßig kalibriert werden. Die magnetische Umgebung um Ganymed ist allerdings so kompliziert und ändert sich so schnell, dass herkömmliche Kalibriermethoden nicht funktionieren. Diese wichtige Aufgabe übernimmt der dritte Sensor, MAGSCA, ein empfindlicher und genauer Quantensensor, der in Graz gebaut wurde und an der Spitze des Auslegers sitzt.

Den allerersten Nachweis des Quanteninterferenzsignals zur Magnetfeldmessung mit MAGSCA lieferte die Raumsonde nun bereits aus fünf Millionen Kilometer Entfernung von der Erde. J-MAG hat somit als erstes Instrument die sogenannte Commissioning-Phase erfolgreich absolviert. Nun werden nacheinander alle übrigen wissenschaftlichen Instrumente an Bord von JUICE getestet. Das Magnetometer bleibt während dieser Zeit eingeschaltet, um zu überprüfen, inwiefern die übrigen Instrumente die Magnetfeldmessung beeinflussen. Danach gibt es alle paar Monate regelmäßige Instrumenten-Checkouts. Das nächste große Highlight der Mission werde der Erde-Mond-Vorbeiflug von JUICE im September 2024 sein.

Entwicklung und Bau von MAGSCA wurde von der Agentur für Luft-und Raumfahrt (ALR) der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) über das Wahlprogramm PRODEX der ESA sowie das nationale Weltraumprogramm ASAP ermöglicht. Die ESA- und ASAP-Mittel wurden vom Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie bereitgestellt. Die komplementäre Finanzierung des Magnetometers wurde durch die ÖAW und die TU Graz ermöglicht.