Jupiter nu este doar cea mai mare și mai masivă planetă din sistemul nostru solar. Este un deținător de record în multe privințe. Astfel, Jupiter are cel mai puternic câmp magnetic dintre planete, emite în intervalul de raze X și are o atmosferă extrem de complexă. Planetologii manifestă un mare interes pentru această planetă, deoarece este dificil de supraestimat rolul lui Jupiter în istoria sistemului solar, precum și în prezentul și viitorul său.
Nava spațială Juno, care a ajuns pe planeta gigantică în 2016 și se află în prezent într-un program de cercetare pe orbită în jurul lui Jupiter, urmează să ajute oamenii de știință să rezolve multe dintre misterele sale.
Începutul misiunii
Pregătirea pentru expediția acestei sonde automate la Jupiter a fost efectuată de NASA ca parte a programului New Frontiers, axat pe studiul cuprinzător al mai multor obiecte ale sistemului solar de interes deosebit. „Juno” a devenit a doua misiune în cadrul acestui proiect. Ea a început 5august 2011 și, după ce a petrecut aproape cinci ani pe drum, a intrat cu succes pe orbita lui Jupiter pe 5 iulie 2016.
Numele stației care a mers pe planeta purtând numele zeității supreme a mitologiei romane a fost ales nu doar în cinstea soției „regelui zeilor”: are o anumită conotație. Potrivit unuia dintre mituri, numai Juno putea privi prin vălul de nori cu care Jupiter și-a învăluit faptele nepotrivite. Atribuind numele lui Juno navei spațiale, dezvoltatorii au identificat astfel unul dintre obiectivele principale ale misiunii.
Sarcini de sondare
Planetologii au o mulțime de întrebări la adresa lui Jupiter, iar răspunsurile la acestea depind de îndeplinirea sarcinilor științifice atribuite stației automate. În funcție de obiectul de studiu, aceste sarcini pot fi combinate în trei complexe principale:
- Studiu al atmosferei lui Jupiter. Compoziția rafinată, structura, caracteristicile temperaturii, dinamica fluxurilor de gaz în straturile profunde ale atmosferei situate sub norii vizibili - toate acestea sunt de mare interes pentru oamenii de știință, autorii programului științific Juno. Nava spațială, justificând numele care i-a fost dat, caută cu instrumentele sale mai departe decât a fost posibil până acum.
- Studiu al câmpului magnetic și al magnetosferei gigantului. La o adâncime de peste 20 de mii de km, la presiuni și temperaturi colosale, mase uriașe de hidrogen sunt în stare de metal lichid. Curenții din acesta generează un câmp magnetic puternic, iar cunoașterea caracteristicilor sale este importantă pentru clarificarea structurii planetei și a istoriei formării acesteia.
- Studiul detaliilor structurii câmpului gravitațional este, de asemenea, necesar pentru oamenii de știință planetar pentru a construi un model mai precis al structurii lui Jupiter. Ne va permite să judecăm cu mai multă încredere masa și dimensiunea celor mai adânci straturi ale planetei, inclusiv nucleul său interior solid.
Echipament științific Juno
Designul navei spațiale prevede transportul unui număr de instrumente concepute pentru a rezolva problemele de mai sus. Acestea includ:
- Magnetometric complex MAG, compus din două magnetometre și un tracker de stele.
- Segment spațial al echipamentelor pentru măsurători gravitaționale Gravity Science. Al doilea segment este situat pe Pământ, măsurătorile în sine sunt efectuate folosind efectul Doppler.
- Radiometru cu microunde MWR pentru studierea atmosferei la adâncimi mari.
- Spectrograf cu ultraviolete UVS pentru a studia structura aurorelor lui Jupiter.
- Instrument JADE pentru fixarea distribuției particulelor încărcate cu energie scăzută în aurore.
- JEDI detector de distribuție de ioni și electroni de în altă energie.
- Detector de plasmă și unde radio în magnetosfera planetei Waves.
- Cameră cu infraroșu JIRAM.
- Camera optică JunoCam amplasată pe Juno în principal în scopuri demonstrative și educaționale pentru publicul larg. Această cameră nu are sarcini speciale de natură științifică.
Caracteristicile de design și specificațiile lui „Juno”
Nava spațială avea o masă de lansare de 3625 kg. Dintre acestea, doar aproximativ 1600 kg cade pe ponderea stației în sine, restul masei - combustibil și oxidant - sunt consumate în timpul misiunii. Pe lângă motorul de propulsie, dispozitivul este echipat cu patru module de motor de orientare. Sonda este alimentată de trei panouri solare de 9 metri. Diametrul aparatului, excluzând lungimea acestora, este de 3,5 metri.
Puterea totală a panourilor solare pe orbită în jurul lui Jupiter până la sfârșitul misiunii ar trebui să fie de cel puțin 420 de wați. În plus, Juno este echipat cu două baterii litiu-ion pentru a-l alimenta în timp ce stația se află în umbra lui Jupiter.
Dezvoltatorii au ținut cont de condițiile speciale în care va trebui să lucreze Juno. Caracteristicile navei spațiale sunt adaptate condițiilor unei șederi lungi în puternicele centuri de radiații ale unei planete gigantice. Electronica vulnerabilă a majorității instrumentelor este plasată într-un compartiment special din titan cubic, protejat de radiații. Grosimea pereților săi este de 1 cm.
„pasageri” neobișnuiți
Stația transportă trei figuri de om din aluminiu în stil Lego, care îi înfățișează pe vechii zei romani Jupiter și Juno, precum și pe descoperitorul sateliților planetei, Galileo Galilei. Acești „pasageri”, după cum explică personalul misiunii, au mers pe Jupiter pentru a atrage atenția tinerei generații asupra științei și tehnologiei, pentru a-i interesa pe copii în explorarea spațiului.
Marele Galileo se află la bord și într-un portret pe o placă specială oferită de Agenția Spațială Italiană. Poartă și un fragment dintr-o scrisoare scrisă de om de știință la începutul anului 1610, unde menționează pentru prima dată observarea sateliților planetei.
Portrete ale lui Jupiter
JunoCam, deși nu are o sarcină științifică, a reușit să glorifice cu adevărat nava spațială Juno în întreaga lume. Fotografiile planetei gigantice, realizate cu o rezoluție de până la 25 km per pixel, sunt uimitoare. Oamenii nu au văzut niciodată frumusețea magnifică și amenințătoare a norilor lui Jupiter cu atâtea detalii.
Centuri de nori latitudinali, uragane și vârtejuri ale puternicei atmosfere jupiteriane, gigantul anticiclon al Marii Pete Roșii - toate acestea au fost surprinse de camera optică Juno. Imaginile lui Jupiter de pe nava spațială au făcut posibilă vizualizarea regiunilor polare ale planetei, care sunt inaccesibile pentru observații telescopice de pe orbita Pământului și din apropierea Pământului.
Câteva rezultate științifice
Misiunea a făcut progrese științifice impresionante. Iată doar câteva:
- Asimetria câmpului gravitațional al lui Jupiter, cauzată de particularitățile distribuției fluxurilor atmosferice, a fost stabilită. S-a dovedit că adâncimea la care se extind aceste benzi, vizibile pe discul lui Jupiter, ajunge la 3000 km.
- S-a descoperit structura complexă a atmosferei din regiunile polare, caracterizată prin procese turbulente active.
- S-au efectuat măsurători ale câmpului magnetic. S-a dovedit a fi cu un ordin de mărime mai mare decât cel mai puternic pământesccâmpuri magnetice de origine naturală.
- A fost construită o hartă tridimensională a câmpului magnetic al lui Jupiter.
- Imagini detaliate cu aurore realizate.
- Au fost primite date noi despre compoziția și dinamica Marii Pete Roșii.
Aceasta nu sunt toate realizările lui Juno, dar oamenii de știință speră să obțină și mai multe informații cu ajutorul acestuia, deoarece misiunea este încă în desfășurare.
Viitorul lui Juno
Misiunea a fost programată inițial să se desfășoare până în februarie 2018. Atunci NASA a decis să prelungească șederea stației de lângă Jupiter până în iulie 2021. În acest timp, va continua să colecteze și să trimită noi date pe Pământ și va continua să fotografieze Jupiter.
La sfârșitul misiunii, stația va fi trimisă în atmosfera planetei, unde va arde. Un astfel de sfârșit este avut în vedere pentru a evita căderea oricăruia dintre marii sateliți în viitor și posibila contaminare a suprafeței acestuia cu microorganisme terestre din Juno. Nava spațială are încă un drum lung de parcurs, iar oamenii de știință se bazează pe o „recoltă” științifică bogată pe care Juno le va aduce.
