Космическият апарат juno: задачи и снимки

Юпитер е не само най-голямата и най-масивната планета в нашата Слънчева система. Той е рекордьор в много отношения. Юпитер има най-мощното магнитно поле сред всички планети, излъчва в рентгеновия диапазон и има изключително сложна атмосфера. Планетарните учени проявяват голям интерес към тази планета, тъй като е трудно да се надцени ролята на Юпитер в историята на Слънчевата система, както и в нейното настояще и бъдеще.

Космическият апарат "Джуно", който достигна гигантската планета през 2016 г. и в момента е в орбита около Юпитер в рамките на изследователска програма, трябва да помогне на учените да разгадаят многобройните му загадки.

Стартиране на мисията

Подготовката на тази безпилотна мисия до Юпитер е част от програмата на НАСА "Нови граници", която се фокусира върху цялостното изучаване на няколко обекта от Слънчевата система от особен интерес. "Джуно" е втората мисия на проекта. Изстреляна е на 5 август 2011 г. и след близо пет години транзит навлиза успешно в орбита около Юпитер на 5 юли 2016 г.

Името на космическата станция, която се отправи към планета, кръстена на върховно божество от римската митология, е избрано не просто в чест на съпругата на "царя на боговете": то има и определено значение. Според един мит само Юнона можела да погледне през облачната завеса, с която Юпитер забулвал неприличните си дела. С наименованието на космическия апарат Juno разработчиците са определили една от основните цели на мисията.

Мисия на сондата

Планетарните учени имат много въпроси за Юпитер, а отговорите зависят от изпълнението на научните цели на автоматичната станция. В зависимост от изучавания обект тези задачи могат да бъдат групирани в три основни комплекса:

1. Изследване на атмосферата на Юпитер. Съставът, структурата, температурните свойства и динамиката на газовите потоци в дълбоката атмосфера под видимите облаци представляват голям интерес за учените, автори на научната програма Juno. Космическият апарат оправдава името си, като гледа по-дълбоко с инструментите си от всякога.
2. Изследване на магнитното поле и магнитосферата на гиганта. Мисията на сондата е да следи състава, температурата и динамиката на газовите потоци под видимите облаци на дълбочина над 20 000 маси. при огромни налягания и температури огромни маси водород остават в състояние на течен метал. Теченията, които произвежда, имат силно магнитно поле и познаването му е важно за определяне на структурата на планетата и историята на нейното формиране.
3. Проучването на детайлите на структурата на гравитационното поле е необходимо и за планетарните учени, за да изградят по-точен модел на структурата на Юпитер. Той ще даде по-добра представа за масата и размера на най-дълбоките слоеве на планетата, включително твърдото ѝ вътрешно ядро.

Научно оборудване Juno

Космическият кораб е проектиран да носи редица инструменти за изпълнение на гореспоменатите задачи. Те включват:

• Магнитометричната система MAG, състояща се от два магнитометъра и звезден сензор.
• Наука за гравитацията Космически сегмент. Вторият сегмент е разположен на земята, но измерванията се извършват с помощта на ефекта на Доплер.
• Микровълнов радиометър MWR за изследване на атмосферата на голяма дълбочина.
• Ултравиолетов спектрограф UVS за изучаване на авроралната структура на Юпитер.
• Инструмент JADE за регистриране на разпределенията на заредени частици Нискоенергиен аврорален спектрограф.
• Детектор за разпределение на високоенергийни йони и електрони JEDI.
• Детектор на плазма и радиовълни в магнитосферата на планетата Вълни.
• Инфрачервена камера JIRAM.
• JunoCam, камера за оптично измерване на Juno, поставена на Juno, главно за демонстрационни и образователни цели за широката публика. Няма специфични научни приложения за тази камера.

Конструктивни особености и технически характеристики на Juno

Масата на космическия кораб при изстрелването му е 3625 кг. От тази маса само около 1600 кг е била самата станция, а останалата част от масата - гориво и окислител - е била изразходвана по време на мисията. В допълнение към основния двигател космическият кораб има четири модула за контрол на положението. Сондата се захранва от три 9-метрови слънчеви панела. Диаметърът на превозното средство, без да се включва дължината му, е 3,5 метра.

До края на мисията слънчевите панели в орбитата на Юпитер ще имат общ капацитет от поне 420 вата. "Джуно" е оборудван и с две литиево-йонни батерии, които го захранват, докато е в сянката на Юпитер.

Разработчиците са взели предвид специалните условия, при които ще трябва да работят "Юнона.". Космически апарат, предназначен за продължително излагане на мощните радиационни пояси на гигантската планета. Уязвимата електроника на повечето инструменти е разположена в специална кубична титанова камера, защитена от радиация. Дебелината на стените му е 1 см.

Необичайни "пътници"

На борда на станцията има три алуминиеви фигурки в стил Lego на древноримските богове Юпитер и Юнона, както и на откривателя на спътниците на планетата Галилео Галилей. Тези "пътници", както обяснява екипът на мисията, се отправят към Юпитер с цел да привлекат младото поколение към науката и технологиите и да ги накарат да се заинтересуват от изследването на космоса.

Великият Галилео е на борда и е изобразен на специална плоча, предоставена от Италианската космическа агенция. В него е поместен и фрагмент от писмо, написано от учения в началото на 1610 г., в което той за първи път споменава за наблюдението на спътниците на планетата.

Портрети на Юпитер

Въпреки че не носи научен товар, камерата JunoCam успя да направи космическия апарат Juno наистина известен по целия свят. Снимките на гигантската планета, направени с разделителна способност до 25 км на пиксел, са зашеметяващи. Никога досега хората не са виждали величествения и страховит красотата на на облаците на Юпитер в такива детайли.

Широките облачни пояси, ураганите и вихрите на мощната юпитерова атмосфера, гигантският антициклон на Голямото червено петно - всичко това е заснето от оптичната камера на Juno. Снимките на Юпитер от космическия апарат разкриха и полярни области на планетата, недостъпни за телескопите на Земята и в ниска околоземна орбита.

Някои научни резултати

Мисията постига впечатляващи научни пробиви. Ето само някои от резултатите:

• Установена е асиметрия в гравитационното поле на Юпитер, причинена от специфичното разпределение на атмосферните течения. Установено е, че дълбочината, до която се простират тези ресни, видими на диска на Юпитер, е до 3000 км.
• Установена е сложна структура на полярната атмосфера с активни турбулентни процеси.
• Направени са измервания на магнитното поле. То е с порядък по-високо от най-силните земни магнитни полета с естествен произход.
• Триизмерна карта на магнитното поле на Юпитер.
• Заснети са подробни изображения на полярните сияния.
• Нова информация за състава и динамиката на Голямото червено петно.

Постиженията на "Джуно" далеч не са приключили, но учените се надяват да извлекат още ползи от нея, тъй като мисията все още е в ход.

Бъдещето на Джуно

Първоначално мисията трябваше да продължи до февруари 2018 г. След това НАСА реши да удължи престоя на станцията в близост до Юпитер до юли 2021 г. През това време Juno ще продължи да събира и изпраща данни обратно на Земята и ще продължи да прави снимки на Юпитер.

В края на мисията станцията ще бъде изпратена в атмосферата на планетата, където ще изгори. Това се прави, за да се избегне бъдеща авария на голям спътник и възможността Juno да замърси повърхността му с микроорганизми, пренесени от Земята. Космическият апарат има много време пред себе си и учените разчитат на богатата научна "реколта", която Juno ще им донесе.