Jupiter er ikke bare den største og mest massive planeten i vårt solsystem. Han er rekordholder på mange måter. Dermed har Jupiter det kraftigste magnetfeltet blant planetene, sender ut i røntgenområdet og har en ekstremt kompleks atmosfære. Planetologer viser stor interesse for denne planeten, siden det er vanskelig å overvurdere Jupiters rolle i solsystemets historie, så vel som i dets nåtid og fremtid.
Juno-romfartøyet, som nådde den gigantiske planeten i 2016 og for tiden er på et forskningsprogram i bane rundt Jupiter, skal hjelpe forskere med å løse mange av mysteriene.
Oppdragsstart
Forberedelse til ekspedisjonen av denne automatiske sonden til Jupiter ble utført av NASA som en del av New Frontiers-programmet, fokusert på den omfattende studien av flere objekter i solsystemet av spesiell interesse. «Juno» ble det andre oppdraget innenfor rammen av dette prosjektet. Hun begynte 5august 2011 og, etter å ha tilbrakt nesten fem år på veien, kom han med hell i bane rundt Jupiter 5. juli 2016.
Navnet på stasjonen som gikk til planeten som bærer navnet til den øverste guddom i romersk mytologi ble valgt ikke bare til ære for kona til "gudenes konge": det har en viss konnotasjon. I følge en av mytene var det bare Juno som kunne se gjennom sløret av skyer som Jupiter dekket sine usømmelige gjerninger med. Ved å gi romfartøyet navnet Juno, identifiserte utviklerne dermed et av hovedmålene for oppdraget.
Probe Tasks
Planetologer har mange spørsmål til Jupiter, og svarene på dem avhenger av oppfyllelsen av de vitenskapelige oppgavene som er tildelt den automatiske stasjonen. Avhengig av studieobjektet kan disse oppgavene kombineres i tre hovedkomplekser:
- Studium av Jupiters atmosfære. Den raffinerte sammensetningen, strukturen, temperaturegenskapene, dynamikken til gassstrømmer i de dype lagene av atmosfæren som ligger under de synlige skyene - alt dette er av stor interesse for forskere, forfatterne av det vitenskapelige programmet Juno. Romfartøyet, rettferdiggjør navnet gitt til det, ser lenger med sine instrumenter enn det som har vært mulig så langt.
- Studium av kjempens magnetfelt og magnetosfære. På en dybde på mer enn 20 tusen km, ved kolossale trykk og temperaturer, er enorme masser av hydrogen i tilstanden flytende metall. Strømmene i den genererer et kraftig magnetfelt, og kunnskap om dens egenskaper er viktig for å klargjøre planetens struktur og historien om dens dannelse.
- Studium av detaljene i strukturen til gravitasjonsfeltet er også nødvendig for at planetariske forskere skal bygge en mer nøyaktig modell av strukturen til Jupiter. Det vil tillate oss å bedømme massen og størrelsen til de dypeste lagene på planeten, inkludert dens solide indre kjerne.
Juno-vitenskapelig utstyr
Utformingen av romfartøyet sørger for å bære en rekke instrumenter designet for å løse problemene ovenfor. Disse inkluderer:
- Magnetometrisk kompleks MAG, sammensatt av to magnetometre og en stjernesporer.
- Romsegment av utstyr for gravitasjonsmålinger Gravity Science. Det andre segmentet er plassert på jorden, selve målingene utføres ved hjelp av dopplereffekten.
- MWR mikrobølgeradiometer for å studere atmosfæren på store dyp.
- Ultrafiolett spektrograf UVS for å studere strukturen til Jupiters nordlys.
- JADE-verktøy for å fikse fordelingen av lavenergi ladede partikler i nordlys.
- JEDI høyenergi-ione- og elektronfordelingsdetektor.
- Detektor for plasma- og radiobølger i magnetosfæren til planeten Waves.
- JIRAM infrarødt kamera.
- JunoCam-kameraet med optisk rekkevidde plassert på Juno hovedsakelig for demonstrasjons- og pedagogiske formål for allmennheten. Dette kameraet har ingen spesielle oppgaver av vitenskapelig karakter.
Designfunksjoner og spesifikasjoner for "Juno"
Romfartøyet hadde en utskytningsmasse på 3625 kg. Av disse faller kun ca. 1600 kg på andelen av selve stasjonen, resten av massen - drivstoff og oksidasjonsmiddel - forbrukes under oppdraget. I tillegg til fremdriftsmotoren er enheten utstyrt med fire orienteringsmotormoduler. Sonden drives av tre 9 meter lange solcellepaneler. Diameteren på apparatet, unntatt lengden, er 3,5 meter.
Den totale effekten til solcellepaneler i bane rundt Jupiter ved slutten av oppdraget bør være minst 420 watt. I tillegg er Juno utstyrt med to litium-ion-batterier for å drive den mens stasjonen er i Jupiters skygge.
Utviklerne tok hensyn til de spesielle forholdene Juno må jobbe under. Karakteristikkene til romfartøyet er tilpasset forholdene for et langt opphold innenfor de kraftige strålingsbeltene til en gigantisk planet. Den sårbare elektronikken til de fleste instrumenter er plassert i et spesielt kubisk titanrom, beskyttet mot stråling. Tykkelsen på veggene er 1 cm.
Uvanlige "passasjerer"
Stasjonen har tre mannefigurer av aluminium i legostil som viser de gamle romerske gudene Jupiter og Juno, samt oppdageren av planetens satellitter, Galileo Galilei. Disse "passasjerene", som misjonspersonalet forklarer, dro til Jupiter for å tiltrekke den yngre generasjonens oppmerksomhet til vitenskap og teknologi, for å interessere barn i romutforskning.
Den store Galileo er om bord og i et portrett på en spesiell plakett levert av den italienske romfartsorganisasjonen. Den har også et fragment av et brev skrevet av forskeren tidlig i 1610, hvor han først nevner observasjonen av planetens satellitter.
Portretter av Jupiter
JunoCam, selv om det ikke bærer en vitenskapelig belastning, var i stand til å virkelig glorifisere Juno-romfartøyet for hele verden. Bilder av den gigantiske planeten, tatt med en oppløsning på opptil 25 km per piksel, er fantastiske. Aldri før har folk sett den storslåtte og truende skjønnheten til Jupiters skyer så detaljert.
Latitudinale skybelter, orkaner og virvelvinder i den mektige Jupiterian-atmosfæren, den gigantiske antisyklonen til den store røde flekken – alt dette ble fanget opp av det optiske kameraet Juno. Bilder av Jupiter fra romfartøyet gjorde det mulig å se polområdene på planeten, som er utilgjengelige for teleskopiske observasjoner fra Jorden og i bane nær Jorden.
Noen vitenskapelige resultater
Oppdraget har gjort imponerende vitenskapelige fremskritt. Her er bare noen få:
- Asymmetrien til Jupiters gravitasjonsfelt, forårsaket av særegenhetene ved fordelingen av atmosfæriske strømmer, har blitt etablert. Det viste seg at dybden som disse båndene strekker seg til, synlig på Jupiters skive, når 3000 km.
- Den komplekse strukturen til atmosfæren i polarområdene, preget av aktive turbulente prosesser, har blitt oppdaget.
- Målinger av magnetfeltet ble utført. Det viste seg å være en størrelsesorden høyere enn den sterkeste jordiskemagnetiske felt av naturlig opprinnelse.
- Et tredimensjon alt kart over Jupiters magnetfelt er bygget.
- Detaljerte bilder av nordlys tatt.
- Nye data om sammensetningen og dynamikken til den store røde flekken er mottatt.
Dette er ikke alle prestasjonene til Juno, men forskerne håper å få enda mer informasjon med det, fordi oppdraget fortsatt pågår.
Future of Juno
Oppdraget var opprinnelig planlagt å pågå til februar 2018. Så bestemte NASA seg for å forlenge oppholdet til stasjonen nær Jupiter til juli 2021. I løpet av denne tiden vil den fortsette å samle inn og sende nye data til jorden, og vil fortsette å fotografere Jupiter.
På slutten av oppdraget vil stasjonen bli sendt inn i atmosfæren på planeten, hvor den vil brenne. En slik slutt er tenkt for å unngå et fall på noen av de store satellittene i fremtiden og mulig forurensning av overflaten av jordiske mikroorganismer fra Juno. Romfartøyet har fortsatt en lang vei å gå, og forskerne regner med en rik vitenskapelig "høst" som Juno vil bringe dem.
