Detta 'familjeporträtt' visar en sammansättning av bilder av Jupiter, inklusive det är den stora röda fläcken, och dess fyra största månar. Från topp till tå, månarna är Io, Europa, Ganymedes och Callisto. Europa är nästan lika stor som jordens måne, medan Ganymedes, den största månen i solsystemet, är större än planeten Merkurius. Upphovsman:NASA/JPL/DLR
Krävande el, magnetiska och kraftbehov, hård strålning, och strikta regler för planetskydd är några av de kritiska frågorna som var tvungna att ta itu med för att flytta ESA:s Jupiter Icy Moons Explorer – Juice – från ritbordet och in i konstruktionen.
Planerad för lansering 2022, med ankomst till det jovianska systemet 2029, Juice kommer att ägna tre och ett halvt år åt att undersöka den gigantiska planetens turbulenta atmosfär, enorm magnetosfär, dess uppsättning tunna mörka ringar och dess satelliter.
Den kommer att studera de stora iskalla månarna Ganymedes, Europa och Callisto, som tros ha oceaner av flytande vatten under sina isiga skorpor – kanske till och med hyser beboeliga miljöer.
Uppdraget kommer att kulminera i en dedikerad, åtta månader lång turné runt Ganymedes, första gången någon måne bortom vår egen har kretsat av en rymdfarkost.
Juice kommer att utrustas med 10 toppmoderna instrument, inklusive kameror, en isgenomträngande radar, en höjdmätare, radiovetenskapliga experiment, och sensorer för att övervaka magnetfälten och laddade partiklar i det jovianska systemet.
För att säkerställa att den kan möta dessa mål i den utmanande jovianska miljön, rymdfarkostens design måste uppfylla stränga krav.
En viktig milstolpe nåddes tidigare denna månad, när den preliminära utformningen av Juice och dess gränssnitt med de vetenskapliga instrumenten och markstationerna fastställdes, vilket nu gör det möjligt att bygga en prototyp av rymdfarkoster för rigorösa tester.
Granskningen bekräftade också att rymdfarkosten på 5,3 ton kommer att vara kompatibel med sin bärraket Ariane 5.
Verkar i det yttre solsystemet, långt från solen, betyder att Juice behöver en stor solpanel:två vingar med fem paneler vardera är förutsedda, som kommer att täcka en total yta på nästan 100 kvm, kapacitet att ge 820 W vid Jupiter i slutet av uppdraget.
Efter lanseringen, Juice kommer att göra fem tyngdkraftsassisterande förbiflygningar totalt:en vardera på Mars och Venus, och tre på jorden, för att sätta den på kurs mot Jupiter. Dess solpaneler kommer att behöva klara en rad temperaturer så att när den flyger närmare solen under Venus-flyget, solvingarna kommer att lutas för att undvika att höga temperaturer skadar solcellerna.
Rymdfarkostens huvudmotor kommer att användas för att gå in i omloppsbana runt den gigantiska planeten, och senare runt Jupiters största måne, Ganymedes. Som sådan, motordesignen har också granskats kritiskt i detta skede.
Särskilda åtgärder kommer att göra det möjligt för Juice att hantera den extremt hårda strålning som den måste utstå i flera år runt Jupiter. Detta innebär noggrant val av komponenter och material, samt strålningsskydd.
Ett särskilt viktigt ämne är Juices elektromagnetiska "renlighet". Eftersom ett nyckelmål är att övervaka magnetfälten och laddade partiklar vid Jupiter, det är absolut nödvändigt att alla elektromagnetiska fält som genereras av rymdfarkosten inte stör de känsliga vetenskapliga mätningarna.
Detta kommer att uppnås genom noggrann design av solpanelens elektriska arkitektur, kraftfördelningsenheten, och reaktionshjulen – en typ av svänghjul som stabiliserar attityden.
Granskningen säkerställde också att Juice kommer att uppfylla strikta riktlinjer för planetariskt skydd, eftersom det är absolut nödvändigt att minimera risken för att de potentiellt beboeliga havsmånarna, särskilt Europa, kan vara smittad av virus, bakterier eller sporer som rymdfarkosten bär från jorden. Därför, uppdragsplaner säkerställer att Juice inte kraschar in i Europa, på en tidsskala av hundratals år.
"Rymdfarkostdesignen har granskats omfattande och positivt, och bekräftat att ta itu med de många kritiska uppdragskraven, säger Giuseppe Sarri, Juice projektledare. "Än så länge har vi schemat, och är glada över att påbörja utvecklingsstadiet för detta ambitiösa storklassuppdrag."
ESA:s industriella partners, leds av Airbus, har nu klartecken att börja bygga prototypen av rymdfarkoster som kommer att utsättas för hårda tester för att simulera de förhållanden som förväntas under sjösättningen, såväl som det extrema utbudet av miljöförhållanden.
När designen är bevisad utom tvivel, flygmodellen – den som faktiskt ska ut i rymden – kommer att byggas.