JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) — автоматична міжпланетна станція Європейського космічного агентства для вивчення системи Юпітера, головним чином — супутників Ганімеда, Європи і Каллісто на предмет наявності у цих місяців підповерхневих океанів рідкої води. До основних цілей місії JUICE входить дослідження Ганімеда як багатого водою світу, що має значення для визначення потенційної населеності Сонячної системи поза Землею. Крім того, особливу увагу буде приділено дослідженням магнітних і плазмових взаємодій Ганімеда і Юпітера. Дослідження Іо будуть вестися тільки дистанційно. Проєкт було затверджено 2 травня 2012 року як перший проєкт великого класу (L1) у програмі Cosmic Vision. Орієнтовна вартість проєкту (у цінах 2011 року) становила 850 млн євро, а на початок 2023 року вона склала — 1,6 млрд євроЄКА відправить міжпланетну станцію JUICE вартістю $1,6 млрд в історичну восьмирічну подорож до Юпітера. 12.04.2023. Запуск місії здійснено 14 квітня 2023 року.
Передісторія 1995 року в систему Юпітера прибув апарат Галілео, який зробив детальні дослідження планети та її супутників. Особливу увагу приділяли дослідженням чотирьох галілеєвих супутників — Іо, Європі, Ганімеда і Каллісто — у яких (за винятком Іо) були виявлені підповерхневі океани. «Галілео» також вдалося виявити у Ганімеда магнітне поле, яке генерується, ймовірно, у результаті конвекції в рідкому ядрі.
Дослідження, проведені апаратом Кассіні на початку XXI ст., показали, що супутники Сатурна — Енцелад і Титан — також мають підповерхневі рідкі океани.
Ці відкриття привели до появи нової парадигми населених світів, згідно з якою крижані супутники газових гігантів є сприятливими місцями для зародження життя. Ймовірно, екзопланети, що мають крижані супутники з підповерхневим океаном, можуть бути набагато більш поширеним явищем у Всесвіті, ніж планети на зразок нашої Землі, для появи життя на яких потрібні особливі умови. «Галілео» зробив важливе відкриття, а саме — наявність магнітного поля у Ганімеда, єдиного супутника в сонячній системі, що має подібне поле. Ганімед і Європа, як вважається, досі тектонічно активні через сильну припливну дію Юпітера.
Ще в період функціонування «Галілео», а також після його сходження з орбіти в 2003 році, наукове співтовариство неодноразово робило спроби знайти фінансування на чергову місію з дослідження системи Юпітера. Майже всі вони були відхилені з двох основних причин — внаслідок високої складності і нестачу коштів.
5 серпня 2011 року було запущено зонд Юнона, який мав прибути до Юпітера 2016 року. Цей проєкт зосереджений виключно на вивченні самого газового гіганта і не розрахований на дослідження його супутників. Теоретично, можливості кольорової камери Юнони дозволять отримати зображення найближчого до Юпітера галілеєвого супутника — Іо. Однак, навіть за найсприятливіших умов, роздільна здатність зображень зважаючи на особливості камери Юнони, мізерно мала: якщо Іо буде перебувати прямо над Юноною, на відстані близько 345 тис. км, то роздільна здатність зображень складе всього лише 232 км на піскель або близько 16 пікселів у поперечнику. Зображення інших супутників будуть ще менш чіткими. У той же час, науковий інтерес становлять лише знімки з роздільною здатністю від кількох кілометрів до декількох метрів на піксель (наприклад, максимальна деталізація зображень камери «Галілео» при зйомці поверхні Європи становила 6 м на піксель).
2007 року для європейської космічної програми Cosmic Vision запропонували ідею проєкту дослідження системи Юпітера під назвою «Laplace». Пропонувалося реалізувати його на початку 2020-х років за участі NASA та JAXA. 2008 року ESA та NASA вирішили об'єднати зусилля в дослідженні зовнішніх планет, зокрема Юпітера.
2009 року назву концепції було змінено на Europa Jupiter System Mission (EJSM). Концепція передбачала спільний запуск двох апаратів: (JGO; ESA) і (JEO; NASA).
На початку 2011 року було оприлюднено проєкт бюджету США, і ESA, після консультацій з NASA, дійшло висновку, що спільну концепцію неможливо буде реалізувати у визначений термін. У квітні 2011 року ESA змінило назву проєкту на JUICE (абревіатура від ) та оголосило про створення нової науково-дослідної групи, яка мала переформулювати програму EJSM для реалізації зусиллями ESA.
Розробка Березень — жовтень 2011 — проведення науково-дослідних робіт з підготовки звіту за проєктом. Грудень 2011 — публікація дослідного звіту за проєктом JUICE. Документ обсягом 133 сторінки (так звана «Жовта книга») стосувався наукових, технічних та управлінських питань проєкту і включав опис місії, мети, сценарій, вимоги до наукових приладів і короткий виклад трьох стадій розробки зонда. У квітні 2012 року з трьох претендентів на реалізацію великого проєкту в межах програми «Cosmic Vision» програмний комітет ESA віддав перевагу проєкту JUICE перед двома іншими — обсерваторією для пошуку гравітаційних хвиль LISA (New Gravitational Wave Observatory) і рентгенівським телескопом JEUS/IXO/ATHENA (). 2 травня 2012 року ESA офіційно затвердило місію JUICE. 21 лютого 2013 року ESA затвердило завдання для розробки 11 наукових приладів зонда. У листопаді 2014 року опубліковано черговий дослідницький звіт за проєктом JUICE за період роботи з лютого 2012 по жовтень 2014 року. Документ обсягом 128 сторінок (так звана «Червона книга») стосувався наукових, технічних та управлінських питань проєкту і включав опис місії, мету, сценарій, вимоги до наукових приладів і короткий виклад стадій розробки зонда. До 2015 року місія JUICE мала перебувати в так званій «фазі визначення» — фазі ескізних проєктів інструментів і самого апарата. 2015 — етап дослідно-конструкторських робіт (ДКР). На початку 2018 року проєкт апарата було затверджено, а перші наземні тести окремого обладнання дозволили зробити висновок, що оголошені цілі місії буде досягнуто. У разі своєчасного виконання всіх запланованих робіт, запуск планувався на 20 травня 2022 року. На початку березня 2019 року було завершено критичний перегляд проекту (). Усі висновки були позитивними. У квітні 2020 року було завершено тестування платформи КА з рушійною установкою і її доставили до центру збирання супутників корпорації Airbus у Фрідріхсгафені. Там на неї мали встановити сонячні панелі, тепловий захист, обладнання зв'язку та модуль для монтажу наукових приладів. У квітні 2021 року монтаж практично всього обладнання було завершено й розпочалася його заключне тестування — остання фаза наземного випробування перед відправкою на космодром.
Сценарій місії Фаза міжпланетного перельоту Спочатку запуск планувався на вересень 2022 року, резервні варіанти — на 2023 або 2024 роки (в останньому випадку переліт мав тривати дев'ять років замість восьми). У листопаді 2021 року запуск планувався на 2023 рік. Запуск здійснено 14 квітня 2023 року. Траекторія передбачає пертурбаційні маневри поблизу Венери й Землі.
Фаза Jupiter Tour Січень 2030 — прибуття в систему Юпітера (датування тут і далі — з урахуванням вибору Аріан 5 як ракети-носія). До грудня 2030 року JUICE перебуватиме на еліптичній орбіті за орбітою Ганімеда, таким чином уникнувши впливу радіаційних поясів. За цей період будуть проведені детальні дослідження внутрішньої магнітосфери Юпітера, а також спостереження за його атмосферою. Лютий — березень 2031 — 2 обльоти Європи протягом 36 днів. Квітень — жовтень 2031 — вивчення Юпітера. 9 обльотів Каллісто з метою вивчення внутрішньої структури, поверхні і екзосфери. Дистанційні спостереження Ганімеда, Європи, Іо і малих місяців Юпітера. Листопад 2031 — серпень 2032 — вивчення взаємодії магнітних полів Ганімеда і Юпітера. Вивчення атмосфери і магнітосфери Юпітера.
Фаза Ganymede Tour Вересень 2032 — жовтень 2032 — дослідження Ганімеда з еліптичною (200 × 10 000 км) орбітою (30 днів) на предмет встановлення минулого та існуючої активності. Жовтень 2032 — січень 2033 — дослідження Ганімеда з висоти 5000 км (90 днів). Січень — лютий 2033 — дослідження Ганімеда з еліптичною (200 × 10 000 км) орбітою (30 днів) на предмет його взаємодії з магнітосферою Юпітера. Лютий — червень 2033 — дослідження Ганімеда з висоти 500 км (102 дня) на предмет вивчення структури крижаної кори і її можливої взаємодії з підповерхневим океаном. Червень — липень 2033 — дослідження Ганімеда з висоти 200 км і завершення місії (30 днів). Якщо до цього часу JUICE буде нормально функціонувати, його місія буде подовжена. У цьому випадку продовжаться дослідження Ганімеда з висоти 200 км. За виснаженням ресурсів апарата, він буде зведений з орбіти і вріжеться в поверхню Ганімеда.
Наукові цілі JUICE має вивчати Європу, Ганімед і Каллісто з погляду їх внутрішньої будови, складу і тектонічної активності, визначити ділянки з підповерхневими океанами і розширити знання щодо можливої населеності цих світів. JUICE має зробити вимірювання товщини крижаної кори Європи й визначити місце для майбутніх досліджень. Місія передбачає також вивчення самого Юпітера і взаємодію галілеєвих супутників із газовим гігантом. Юпітер є архетипом планет-гігантів, які у великій кількості виявлені навколо інших зір. Місія JUICE дасть змогу краще розуміти потенціал газових гігантів і їх супутників для існування життя. Загальний час досліджень — 3,5 роки.
Ганімед Більшу частину своєї місії JUICE буде досліджувати Ганімед. Ганімед, насамперед, цікавий тим, що є єдиним супутником у Сонячній системі, який генерує власне магнітне поле. Крім того, існує гіпотеза про наявність на ньому підповерхневого океану рідкої води. Загальний час близьких досліджень — 280 днів, протягом яких JUICE здійснить багато обльотів супутника на різній висоті. Буде складено глобальну карту супутника з роздільною здатністю 400 м на піксель. Зйомка найцікавіших об'єктів буде проведена з роздільною здатністю до декількох метрів на піксель.
Цільові наукові дослідження Ганімеда наступні: Характеристика підповерхневого океану і виявлення передбачуваних підземних водойм. За деякими моделями, якщо під крижаною корою є океан рідкої води, то висота припливів становитиме близько 7 м, інакше — всього 0,5 м. Вимірювання припливів дозволить оцінити обсяги рідкої фази під поверхнею. Топографічне, геологічне й композиційне картографування поверхні. Знімки високої роздільної здатності Ганімеда є лише для небагатьох районів, глобальні ж карти побудовані за зображеннями низької роздільної здатності. На основі альтиметрії (вимірювання висот) поверхні супутника і глобальних спектральних вимірювань з орбіти, будуть побудовані топографічні карти. Вивчення фізичних властивостей крижаної кори. Поверхня Ганімеда складається, в основному, з водяного льоду (за різними оцінками, від 50 до 90 %), а також «сухого льоду» (замороженої вуглекислоти, однак, вона є не у всіх районах; зокрема, її немає на полюсах); інших газів (двоокису сірки, аміаку), гідратованих мінералів, а також поки не ідентифікованих речовин — можливо, органічних, як, наприклад, фоліну. Якщо вдасться ототожнити ці «непізнані» речовини з органікою, то виникає цікаве питання — чи були вони принесені ззовні, наприклад, метеоритами, чи потрапили на поверхню зсередини, із надр Ганімеда. Відповідь на нього прямо впливає на розуміння того, чи могло на цьому небесному тілі зародитися життя. Характеристика внутрішньої будови. Дослідження екзосфери, що складається з молекулярного й атомарного водню, такого ж кисню та води. Акцент у цих дослідженнях буде зроблено на розумінні походження екзосфери і відповідь на питання чи поповнюють її частки з поверхні, чи вона утворюється в результаті викиду речовини з-під поверхні. Вивчення власного магнітного поля Ганімеда і його взаємодії з магнітосферою Юпітера. У результаті складання трьох компонентів: власного, досить потужного магнітного поля супутника; магнітного поля, індукованого наведеними зарядами внаслідок змін магнітного поля Юпітера; і магнітного поля планети-гіганта — утворюється дуже складна система, яка почасти нагадує земну, але й відмінна від неї за низкою параметрів.
Калісто