JUICE-Mission: Die Geheimnisse des eisigen Jupitermondes entschlüsseln

Die Raumsonde JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) befindet sich auf ihrer sehr langen Reise zum Jupiter. Erst nach Ende dieses Jahrzehnts wird die Raumsonde den König der Planeten erreichen.

Nach Erreichen des Ziels wird sich die ESA-Mission auf Jupiters drei größte Eismonde konzentrieren: Europa, Ganymed und Kallisto. Jupiter besitzt tatsächlich 101 bekannte Monde (Stand: März 2026). Daher wird JUICE neben der Kartierung des Magnetfelds von Ganymed auch andere Monde beobachten.

Eine kürzlich erschienene Arbeit mit dem Titel „Io und die kleineren Jupitermonde – Aussichten für JUICE¹Eine in den „Space Science Reviews“ veröffentlichte Studie von Forschern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) beschreibt detailliert, wie die Raumsonde trotz fehlender direkter Ansteuerung wertvolle Beobachtungsdaten über Io und die weniger bekannten Jupitermonde sammeln kann. Die Studie skizziert Möglichkeiten zur Untersuchung vulkanischer Aktivität, Oberflächenveränderungen und Staubumgebungen mithilfe von Fernaufnahmen und der Geometrie des Vorbeiflugs.

Um zu verstehen, warum diese Beobachtungen wichtig sind, müssen wir Jupiters extreme Umgebung und die Monde, die JUICE untersuchen wird, genauer betrachten.

JUICE: Die Wissenschaft über ihre primären Ziele hinaus erweitern

Die dominierende Kraft und der kosmische Architekt des Sonnensystems

Jupiter gilt als der erste Planet, der sich im Sonnensystem bildete, und ist der fünfte Planet von der Sonne. Er wird oft als „König der Planeten“ bezeichnet und entstand aus dem Staub und den Gasen, die bei der Entstehung der Sonne übrig blieben.

Mit einem Radius von 69,911 Kilometern (43,440.7 Meilen) ist Jupiter der größte Planet unseres Sonnensystems. Er ist sogar so groß, dass etwa tausend Erden hineinpassen würden, wäre er hohl. Außerdem hat er den kürzesten Tag im Sonnensystem: Für eine Umdrehung benötigt er nur 9.9 Stunden. Da Jupiter sich jedoch nahezu senkrecht um seine Achse dreht, gibt es bei ihm nicht so extreme Jahreszeiten wie auf anderen Planeten.

Die charakteristischen Streifen des Nebels bestehen aus dunkelorangefarbenen Bändern, die als Gürtel bezeichnet werden, und helleren, die in entgegengesetzte Richtungen verlaufen. Diese Streifen sind kalte, farbenprächtige und windige Wolken aus Ammoniak und Wasser, die in einer Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium schweben.

Jupiter besteht größtenteils aus wirbelnden Gasen und Flüssigkeiten und besitzt keine wirkliche Oberfläche. Tief im Inneren des Planeten existiert jedoch flüssiger Wasserstoff, der den größten „Ozean“ des Sonnensystems bildet. Auf halbem Weg zum Zentrum vermuten Wissenschaftler, dass diese Flüssigkeit aufgrund des Drucks elektrisch leitfähig ist. Die schnelle Rotation des Planeten und die internen elektrischen Ströme erzeugen gemeinsam sein starkes Magnetfeld.

Dieses starke Magnetfeld beschleunigt geladene Teilchen in der Nähe des Jupiters und erzeugt intensive Strahlung, die sogar die Elektronik von Raumfahrzeugen schnell schädigt.

Trotz der extremen Strahlung, die Jupiter selbst lebensfeindlich macht, könnten einige seiner Monde dennoch lebensfreundliche Bedingungen bieten. Der Planet besitzt vier große Monde: Io, Europa, Ganymed und Kallisto, die als Galileische Monde bekannt sind, sowie viele kleinere Monde, die eine Art eigenes Mini-Sonnensystem bilden.

Unter den großen Monden ist Ganymed der größte im Sonnensystem, sogar größer als der Planet Merkur, während Io der vulkanisch aktivste Himmelskörper ist. Einige kleine Krater auf Kallisto deuten derweil auf gegenwärtige Oberflächenaktivität hin. Und dann ist da noch Europa, unter dessen gefrorener Kruste sich ein Ozean aus Wasser verbirgt.

Um diese Fragen genauer zu untersuchen, startete die ESA das Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE).

Eine mehrjährige Suche nach bewohnbaren Welten um Jupiter

Der erste große Start im Rahmen des ESA-Programms Cosmic Visions 2015-2025 erfolgte erfolgreich im April 2023 vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana.

JUICE ist ein Raumfahrzeug, das in einer einzigen Erdumlaufbahn operiert und über keine Landefähre, aber 10 wissenschaftliche Instrumente verfügt, darunter Kameras, Sensoren, Radar und Magnetometer, um die Monde und ihr Potenzial, Leben zu beherbergen, zu analysieren.

Um die Instrumente des Raumfahrzeugs vor den extremen Bedingungen auf Jupiter zu schützen, wurde JUICE mit aufwendigen Strahlungsschilden ausgestattet. Zusätzlich verfügt es über riesige Solarpaneele zur Stromerzeugung für den Betrieb des Raumfahrzeugs.

Da Jupiter viel weiter von der Sonne entfernt ist (mehr als fünfmal so weit wie die Erde), empfängt die Raumsonde deutlich weniger Sonnenstrahlung. Um ausreichend Energie zu erzeugen, verwenden die Wissenschaftler Paneele mit einer Größe von bis zu 914 Quadratmetern. Jeder Flügel ist kreuzförmig und muss in seiner strahlungsreichen Umgebung bei niedrigen Temperaturen funktionieren.

Sobald JUICE im Juli 2031 den Gasriesen Ganymed erreicht hat, wird es weitere drei Jahre dauern, bis es im Dezember 2034 in die Umlaufbahn um Ganymed eintritt.

Damit ist JUICE ein entscheidender Schritt, um unser Verständnis des Jupitersystems, das durchschnittlich etwa 750 Millionen Kilometer von der Erde entfernt liegt, zu verbessern. Nach dem Erreichen der Umlaufbahn wird JUICE die dritte Raumsonde sein, die Jupiter aus dem Orbit erforscht.

Die erste war die Sonde Galileo, die Jupiter zwischen 1995 und 2003 erforschte und Hinweise darauf fand, dass unter den Eiskrusten dreier seiner vier Hauptmonde flüssige Ozeane existieren könnten. Neben der Entdeckung, dass Stürme in Jupiters Atmosphäre möglicherweise stärker sind als auf der Erde, fand die Mission heraus, dass Ganymed ein eigenes Magnetfeld besitzt und damit der einzige bekannte Mond mit einem solchen Feld ist.

Die zweite Sonde war Juno, die den Gasriesen seit 2016 umkreist. Diese Mission fand heraus, dass sich Jupiters atmosphärische Wetterschicht über die sichtbaren Wolken hinaus erstreckt und möglicherweise einen Kern aus verdünnten Schwermetallen enthält.

Obwohl diese Missionen überaus erfolgreich waren, haben sie nur die Spitze des Eisbergs aufgedeckt, und viele Fragen über Jupiter und seine Monde bleiben unbeantwortet.

JUICE wurde entwickelt, um diese Entdeckungen zu erweitern, indem es die Struktur, Zusammensetzung und Bewohnbarkeit der Jupitermonde direkt untersucht. JUICE hat bereits im August 2024 seinen ersten Vorbeiflug an der Erde absolviert.

Nach ihrer Ankunft wird die Raumsonde drei Jahre lang den Planeten umkreisen und seine drei Monde in geringer Entfernung passieren, bevor sie in eine Umlaufbahn um Ganymed einschwenkt. Zu diesem Zeitpunkt wird die NASA-Mission Europa Clipper bereits vor Ort sein. Europa Clipper wurde ein Jahr vor JUICE gestartet und wird Jupiter kurz vor der ESA-Mission erreichen.

Anders als JUICE, dessen Fokus auf Ganymed und dem weniger erforschten Kallisto liegt, wird die Raumsonde Europa Clipper regelmäßig Tauchgänge auf dem lebhaften Jupitermond Europa durchführen. Sie wird die Bewohnbarkeit des kleinsten der vier galileischen Jupitermonde untersuchen, dessen eisbedeckte Oberfläche starke Hinweise auf einen unterirdischen Salzwasserozean liefert, der doppelt so viel Wasser enthält wie die Ozeane der Erde.

JUICE wird auch zwei Vorbeiflüge an Europa absolvieren. Noch wichtiger ist jedoch, dass die Sonde 21 Vorbeiflüge an Callisto durchführen wird, dem zweitgrößten und entferntesten der vier Jupitermonde. Sie wird sich der Oberfläche bis auf 120 Kilometer nähern und dazu beitragen, herauszufinden, ob auch Callisto einen unterirdischen Ozean besitzt.

Beobachtungen mit bodengebundenen Teleskopen und dem Hubble-Weltraumteleskop haben bereits weitere Beweise für die Existenz von Ozeanen aus flüssigem Wasser auf Ganymed und Europa geliefert, und sogar Wasserdampf wurde in ihren Atmosphären nachgewiesen.

Nach zwölf Vorbeiflügen an Ganymed wird JUICE in die Umlaufbahn von Ganymed eintreten, die zwischen den Umlaufbahnen von Kallisto und Europa liegt.

JUICEs ferne Gelegenheit, den heftigen Vulkanismus des Mondes Io zu beobachten

Io ist ein planetengroßer Mond des Jupiters, der 1610 zusammen mit den drei anderen Monden von Galileo Galilei entdeckt wurde.

Von Jupiters vier großen Monden ist Io der innerste und, obwohl er der zweitkleinste ist, immer noch etwas größer als unser Mond. Von allen natürlichen Satelliten besitzt er die stärkste Oberflächengravitation.

Obwohl Durchmesser und Abstand zur Oberfläche des Zentralplaneten mit denen des Erdmondes vergleichbar sind, ist Ios Umlaufgeschwindigkeit aufgrund der viel stärkeren Gravitation Jupiters 17-mal höher und seine Umlaufzeit 15.5-mal kürzer. Da die Bahnebene von Io nahezu exakt in der Äquatorebene Jupiters liegt, erlebt der Mond Sonnenfinsternisse.

Diese extremen Bahndynamiken haben direkte Auswirkungen auf das Innere von Io. Besonders interessant an Io ist, dass es das geologisch aktivste Objekt in unserem Sonnensystem ist. Mehr als 400 aktive Vulkane auf Io erneuern die Oberfläche des Mondes ständig. Diese extreme geologische Aktivität entsteht durch die Gezeitenreibung im Inneren, da Io von Jupiter, Europa und Ganymed angezogen wird.

Diese aktiven Vulkane stoßen magmatisches Material sowohl horizontal als auch vertikal aus, was Io ein farbenfrohes Aussehen verleiht.

Trotz dieser intensiven Aktivität ist Io kein primäres Ziel der JUICE-Mission. JUICE wird jedoch weiterhin Vulkane aus der Ferne beobachten, insbesondere in den Polarregionen, die von der Erde aus sehr schwer zu erfassen sind.

Wie die jüngste Studie feststellte, umfasst das Ziel der JUICE-Mission auf dem Mond Io die Charakterisierung der Zusammensetzung seiner Oberfläche, die Überwachung vulkanischer und Plasmaaktivität sowie die Messung von Radiostrahlung im Frequenzbereich von 1 kHz bis 45 MHz in seiner Umgebung. Die Mission wird Io zudem mit einer räumlichen Auflösung von 200 km und den Plasmatorus mit 2000 km beobachten.

Trotz dieser Entfernung wird die Raumsonde so viele Informationen über Io sammeln, wie möglich.

Um diese Phänomene zu erfassen, nutzt JUICE eine Reihe spezialisierter Instrumente. Die JANUS-Kamera, das „Auge“ der Mission, liefert hochauflösende multispektrale Bilder der Jupitermonde und überwacht die Oberflächenveränderungen von Io mit einer Auflösung von etwa 6–12 Kilometern pro Pixel. Sie beobachtet außerdem die Natriumwolke von Io, die Polarlichter und die Wechselwirkungen mit Jupiters Magnetosphäre.

Darüber hinaus wird die Kamera nach Hotspots und Rauchfahnen Ausschau halten, die von anderen Missionen wie Juno, die kürzlich gestartet wurde, möglicherweise übersehen wurden. beobachteten den größten jemals aufgezeichneten Ausbruch auf der Oberfläche von Io. Bei dem Ausbruch wurden 80 Billionen Watt Energie freigesetzt.

Kürzlich, zum ersten Mal, das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) Außerdem wurde Schwefel in der Atmosphäre von Io nachgewiesen, was eine Möglichkeit bietet, zu verfolgen, wie vulkanische Gase in die massive Magnetosphäre des Jupiters entweichen.

MAJIS, das Moons and Jupiter Imaging Spectrometer, wird Io in räumlichen Skalen zwischen 60 und 100 km/px beobachten und in der Lage sein, Spezies wie SO, SO2-Gas, SO2-Reif, S2, NaCl, KCl, eisenhaltige Salze, FeS2, Silikate oder Eisensulfide zu identifizieren.

Der Ultraviolett-Bildspektrograph (UVS) von JUICE, der die von Jupiter und seinen Monden reflektierte ultraviolette Strahlung aufspaltet und analysiert, wird auch Polarlichter und SO₂-Emissionen beobachten. Das Instrument wurde von der NASA für die JUICE-Mission bereitgestellt.

Das Partikelumgebungspaket (PEP) überwacht unterdessen den Plasmatorus von Io, einen ringförmigen Bereich aus ionisiertem Gas, der durch vulkanische Ausgasungen entsteht. PEP enthält Sensoren zur Bestimmung der Plasmaumgebung Jupiters.

Das Missionsteam der ESA hat gemeinsam mit der NASA einen gemeinsamen Ausschuss gebildet, um die Beobachtungen des Plasmatorus auf Io zu koordinieren.

Neben Io selbst bietet JUICE auch die Möglichkeit, Jupiters kleinere innere Monde zu erforschen. Vier dieser Monde – Amalthea, Thebe, Metis und Adrastea – befinden sich innerhalb der Umlaufbahn von Io. Sie umkreisen Jupiter in einem sehr schmalen Bereich zwischen Ios Umlaufbahn und der Wolkenobergrenze des Planeten. Aufgrund ihrer geringen Größe und ihrer nicht-sphärischen Form werden sie auch als Kleinmonde bezeichnet.

Tief im Strahlungsgürtel des Jupiters gelegen, bergen diese Monde ihre eigenen wissenschaftlichen Geheimnisse.

Amalthea beispielsweise weist trotz seiner Nähe zum „König der Planeten“ eine geringe Dichte auf. Dies lässt vermuten, dass Amalthea extrem porös sein oder viel Wassereis enthalten könnte.

Durch detaillierte spektrographische Aufnahmen, die von JUICE gemacht werden, könnten wir einen besseren Einblick in diese Geheimnisse und die Zusammensetzung dieser winzigen Monde erhalten.

Viele Jupitermonde sind tatsächlich weiter entfernt als die wissenschaftlichen Ziele der JUICE-Mission und umkreisen den Planeten außerhalb der Umlaufbahn von Kallisto. Monde wie Himalia, der größte unregelmäßige Jupitermond, und Kallichore könnten jedoch im Fokus der Mission stehen. Derzeit ist kein naher Vorbeiflug an diesen Objekten geplant, mit Ausnahme von JXLIV Kallichore, der derzeit untersucht wird. Die Raumsonde wird sich Kallichore bis auf eine Million Kilometer, Thebe bis auf etwa 450,000 Kilometer und Io bis auf 400,000 Kilometer nähern.

Die JUICE-Mission wird sich Jupiter annähern und den Planeten von Januar 2031 bis Ende 2034 über einen Zeitraum von vier Jahren umkreisen. Aufgrund ihrer Nähe zu den Jupitermonden, der einzigartigen Beobachtungsperspektive und der Beobachtungszeit „wird JUICE in den frühen 2030er Jahren eine Schlüsselrolle bei der Beobachtung von Io, den kleinen inneren Jupitermonden und den Jupiter-Irregularen spielen“, heißt es in der Studie. Weiter wird hinzugefügt: „Der zu erwartende Datensatz dürfte für lange Zeit einzigartig bleiben.“

Investitionen in die Weltraumforschung

Obwohl JUICE von der ESA geleitet und hauptsächlich von Airbus gebaut wird, haben NASA und in den USA ansässige Institutionen wichtige Instrumente und Subsysteme beigesteuert, darunter Radarelektronik, Instrumentenkomponenten und den Ultraviolett-Spektrographen (UVS).

Für Anleger, die im Bereich der Weltraumforschung investieren möchten, Northrop Grumman Corp (NOC ) Das Unternehmen zeichnet sich durch sein tiefgreifendes Engagement in Satellitensystemen, fortschrittlichen Komponenten und wissenschaftlichen Nutzlasttechnologien aus. Seine Expertise in den Bereichen Sensoren, Elektronik und Weltrauminfrastruktur macht es zu einem wichtigen Akteur bei der interplanetaren Erkundung.

Northrop Grumman war tatsächlich der Hauptauftragnehmer für das JWST der NASA und leitete die Planung, den Bau und die Integration des Observatoriums.

Das weltweit tätige Luft- und Raumfahrt- sowie Verteidigungstechnologieunternehmen operiert über einige wenige Schlüsselsegmente, darunter Luftfahrtsysteme, Raumfahrtsysteme, Missionssysteme und Verteidigungssysteme.

Diese Marktposition spiegelt sich in den starken Renditen der NOC-Aktie der letzten zwei Jahrzehnte wider. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Artikels notiert die NOC-Aktie bei 680 US-Dollar, ein Plus von 20 % seit Jahresbeginn und 38 % im vergangenen Jahr.

Auch aus finanzieller Sicht hat das Unternehmen eine starke Performance erzielt. Northrop Grumman weist mit einer Marktkapitalisierung von 96.5 Milliarden US-Dollar einen Gewinn je Aktie (TTM) von 29.08 US-Dollar und ein Kurs-Gewinn-Verhältnis (TTM) von 23.38 auf. Die Dividendenrendite beträgt 1.36 %.

Was die Finanzlage betrifft, meldete das Unternehmen für das vierte Quartal 2025 einen Umsatzanstieg von 10 % auf 11.7 Milliarden US-Dollar. Der Jahresumsatz belief sich auf 42 Milliarden US-Dollar, ein Plus von 2 %. Der Nettogewinn betrug im vierten Quartal 2025 1.4 Milliarden US-Dollar bzw. 9.99 US-Dollar je Aktie (verwässert) und für das Gesamtjahr 4.2 Milliarden US-Dollar bzw. 29.08 US-Dollar je Aktie (verwässert).

„Wir haben 2025 durch starke Leistung und eine konsequente Ausrichtung auf die wichtigsten Prioritäten unserer Kunden und Stakeholder herausragende Ergebnisse erzielt. Investitionen in die Antizipation der Kundenbedürfnisse und unsere Fähigkeit, differenzierende Technologien schnell und in großem Umfang bereitzustellen, versetzen uns in eine gute Position, um auch weiterhin den Anforderungen unseres Landes und unserer Partner weltweit gerecht zu werden.“

– CEO Kathy Warden

Der operative Cashflow erreichte im vergangenen Jahr 4.8 Milliarden US-Dollar, der freie Cashflow lag bei 3.3 Milliarden US-Dollar. Der Auftragsbestand wuchs auf einen Rekordwert von 95.7 Milliarden US-Dollar, was laut Warden „unsere Prognose für ein Umsatzwachstum im mittleren einstelligen Bereich bis 2026 stützt, und wir sind zuversichtlich, auch weiterhin eine starke Leistung erbringen zu können.“

Aktuelle Aktiennachrichten und Entwicklungen der Northrop Grumman Corp (NOC).

Fazit

Die JUICE-Mission ist der bisher direkteste Versuch der Menschheit, eine grundlegende Frage zu beantworten: Sind wir allein im Universum? Mitte der 2030er-Jahre, wenn JUICE in die Umlaufbahn von Ganymed eintritt, könnten wir endgültige Antworten auf Fragen zu unterirdischen Ozeanen auf mehreren Monden, riesigen Vorkommen an flüssigem Wasser und den chemischen Bedingungen für mikrobielles Leben erhalten. Die von JUICE gelieferten Daten werden nicht nur unser Verständnis von Planetensystemen verändern, sondern könnten auch unsere Vorstellung von bewohnbarem Raum im Universum neu definieren.

Klicken Sie hier für eine Liste der fünf wahrscheinlichsten Orte im Sonnensystem, an denen außerirdisches Leben existieren könnte.

Referenzen

^{1. Denk, T., Williams, DA, Tosi, F., Bell III, JF, Mottola, S., de Pater, I., Lainey, V., Molyneux, P., Matz, K.-D., Hartogh, P., Lopes, RM, Solomonidou, A., Thomas, PC, Huybrighs, HLF, Gurvits, LI, Mura, A., Retherford, KD, Rezac, L., Roatsch, T., Roth, L., Haslebacher, N., Tubiana, C., Lucchetti, A., Langevin, Y., Poulet, F., Lellouch, E., Tsuchiya, F., Vallat, C., Van Hoolst, T., Vorburger, A., Wurz, P., D'Aversa, E., Gladstone, R., Greathouse, T., Schneider, N., Zambon, F., Altobelli, N., Palumbo, P., Portyankina, G., Aharonson, O., Bruzzone, L., Carter, J., Cecconi, B., Cooper, N., Costa Sitjà, M., Escalante López, A., Futaana, Y., Mazzotta Epifani, E., Migliorini, A., Moore, WB, Moreno, R., Murray, C., Penasa, L., Piccioni, G., Schmidt, J., Wahlund, J.-E. & Witasse, O. Io und die kleinen Jupitermonde – Perspektiven für JUICE. Space Science Reviews 222, 27 (2026). https://doi.org/10.1007/s11214-025-01263-6}