Jupiteris yra ne tik didžiausia ir masyviausia mūsų saulės sistemos planeta. Jis yra rekordininkas daugeliu atžvilgių. Taigi Jupiteris turi galingiausią magnetinį lauką tarp planetų, spinduliuoja rentgeno spindulių diapazone ir turi itin sudėtingą atmosferą. Planetologai rodo didelį susidomėjimą šia planeta, nes sunku pervertinti Jupiterio vaidmenį Saulės sistemos istorijoje, taip pat jos dabartyje ir ateityje.
Erdvėlaivis Juno, kuris milžinišką planetą pasiekė 2016 m. ir šiuo metu yra pagal tyrimų programą orbitoje aplink Jupiterį, padės mokslininkams išspręsti daugelį jo paslapčių.
Misijos pradžia
Šio automatinio zondo ekspedicijai į Jupiterį ruošėsi NASA, vykdydama programą „New Frontiers“, sutelkdama dėmesį į išsamų kelių ypač dominančių Saulės sistemos objektų tyrimą. „Juno“tapo antrąja šio projekto misija. Ji pradėjo 52011 m. rugpjūčio mėn. ir, praleidęs beveik penkerius metus kelyje, 2016 m. liepos 5 d. sėkmingai įskrido į orbitą aplink Jupiterį.
Stoties, kuri nukeliavo į planetą su aukščiausios romėnų mitologijos dievybės vardu, pavadinimas buvo pasirinktas ne tik „dievų karaliaus“žmonos garbei: jis turi tam tikrą reikšmę. Remiantis vienu iš mitų, tik Junona galėjo pažvelgti pro debesų šydą, kuriuo Jupiteris apgaubė savo nepadorius darbus. Priskirdami erdvėlaiviui Juno vardą, kūrėjai taip nustatė vieną iš pagrindinių misijos tikslų.
Tyrimo užduotys
Planetologai turi daug klausimų Jupiteriui, o atsakymai į juos priklauso nuo automatinei stočiai priskirtų mokslinių užduočių įvykdymo. Priklausomai nuo studijų objekto, šias užduotis galima sujungti į tris pagrindinius kompleksus:
- Jupiterio atmosferos tyrimas. Rafinuota sudėtis, struktūra, temperatūros charakteristikos, dujų srautų dinamika giliuose atmosferos sluoksniuose, esančiuose žemiau matomų debesų – visa tai labai domina mokslininkus, „Juno“mokslinės programos autorius. Erdvėlaivis, pateisindamas jam suteiktą pavadinimą, su savo instrumentais atrodo toliau, nei buvo įmanoma iki šiol.
- Milžino magnetinio lauko ir magnetosferos tyrimas. Daugiau nei 20 tūkstančių km gylyje, esant milžiniškam slėgiui ir temperatūrai, didžiulės vandenilio masės yra skysto metalo būsenoje. Joje esančios srovės sukuria galingą magnetinį lauką, o jo ypatybių žinojimas yra svarbus norint išsiaiškinti planetos sandarą ir formavimosi istoriją.
- Gravitacinio lauko struktūros detalių tyrimas taip pat būtinas, kad planetų mokslininkai galėtų sukurti tikslesnį Jupiterio struktūros modelį. Tai leis mums patikimiau spręsti apie giliausių planetos sluoksnių masę ir dydį, įskaitant jos tvirtą vidinį šerdį.
Juno mokslo įranga
Erdvėlaivio konstrukcija numato daugybę instrumentų, skirtų aukščiau nurodytoms problemoms išspręsti. Tai apima:
- Magnetometrinis kompleksas MAG, sudarytas iš dviejų magnetometrų ir žvaigždžių sekimo įrenginio.
- Gravitacinių matavimų įrangos kosminis segmentas Gravitacijos mokslas. Antrasis segmentas yra Žemėje, patys matavimai atliekami naudojant Doplerio efektą.
- MWR mikrobangų radiometras, skirtas atmosferai dideliame gylyje tirti.
- Ultravioletinis spektrografas UVS, kad ištirtų Jupiterio pašvaistų struktūrą.
- JADE įrankis, skirtas mažos energijos įkrautų dalelių pasiskirstymui aurorose nustatyti.
- JEDI didelės energijos jonų ir elektronų pasiskirstymo detektorius.
- Plazmos ir radijo bangų detektorius planetos Bangos magnetosferoje.
- JIRAM infraraudonųjų spindulių kamera.
- JunoCam optinio diapazono kamera, įdėta į Juno daugiausia demonstravimo ir švietimo tikslais plačiajai visuomenei. Šiam fotoaparatui nėra specialių mokslinio pobūdžio užduočių.
„Juno“dizaino ypatybės ir specifikacijos
Erdvėlaivio paleidimo masė buvo 3625 kg. Iš jų tik apie 1600 kg tenka pačios stoties daliai, likusi masė – kuras ir oksidatorius – sunaudojama misijos metu. Be varančiojo variklio, įrenginyje yra keturi orientaciniai variklio moduliai. Zondas maitinamas iš trijų 9 metrų saulės baterijų. Aparatų skersmuo, neįskaitant jų ilgio, yra 3,5 metro.
Bendra saulės kolektorių, skriejančių aplink Jupiterį, galia iki misijos pabaigos turėtų būti bent 420 vatų. Be to, „Juno“turi dvi ličio jonų baterijas, kurios maitina stotį Jupiterio šešėlyje.
Kūrėjai atsižvelgė į ypatingas sąlygas, kuriomis Juno turės dirbti. Erdvėlaivio charakteristikos pritaikytos ilgo buvimo galingose milžiniškos planetos radiacijos juostose sąlygoms. Daugumos instrumentų pažeidžiama elektronika yra įdėta į specialų kubinį titano skyrių, apsaugotą nuo radiacijos. Jo sienelių storis 1 cm.
Neįprasti „keleiviai“
Stotyje yra trys Lego stiliaus aliuminio žmogaus figūrėlės, vaizduojančios senovės Romos dievus Jupiterį ir Junoną, taip pat planetos palydovų atradėją Galilėjų Galilėjų. Šie „keleiviai“, kaip aiškina misijos darbuotojai, vyko į Jupiterį siekdami atkreipti jaunosios kartos dėmesį į mokslą ir technologijas, sudominti vaikus kosmoso tyrinėjimais.
Didysis Galilėjus yra laive ir yra portretas ant specialios Italijos kosmoso agentūros pateiktos lentos. Jame taip pat yra 1610 m. pradžioje mokslininko parašyto laiško fragmentas, kuriame jis pirmą kartą mini planetos palydovų stebėjimą.
Jupiterio portretai
„JunoCam“, nors ir neturi mokslinio krūvio, sugebėjo iš tikrųjų šlovinti „Juno“erdvėlaivį visam pasauliui. Milžiniškos planetos nuotraukos, padarytos iki 25 km viename pikselyje, yra nuostabios. Dar niekada žmonės taip detaliai nematė nuostabaus ir grėsmingo Jupiterio debesų grožio.
Platumos debesų juostos, uraganai ir galingos Jupiterio atmosferos viesulai, milžiniškas Didžiosios Raudonosios dėmės anticiklonas – visa tai užfiksavo Juno optinė kamera. Jupiterio vaizdai iš erdvėlaivio leido pamatyti planetos poliarinius regionus, kurie nepasiekiami teleskopiniams stebėjimams iš Žemės ir artimos Žemės orbitos.
Kai kurie moksliniai rezultatai
Misija padarė įspūdingą mokslo pažangą. Štai tik keletas:
- Nustatyta Jupiterio gravitacinio lauko asimetrija, nulemta atmosferos srautų pasiskirstymo ypatumų. Paaiškėjo, kad gylis, iki kurio tęsiasi šios juostos, matomas Jupiterio diske, siekia 3000 km.
- Aptikta sudėtinga poliarinių regionų atmosferos struktūra, kuriai būdingi aktyvūs turbulenciniai procesai.
- Atlikti magnetinio lauko matavimai. Paaiškėjo, kad jis yra eilės tvarka didesnis nei stipriausias žemiškasisnatūralios kilmės magnetiniai laukai.
- Sukurtas trimatis Jupiterio magnetinio lauko žemėlapis.
- Padaryti išsamūs aurorų vaizdai.
- Gauti nauji duomenys apie Didžiosios Raudonosios dėmės sudėtį ir dinamiką.
Tai dar ne visi Juno pasiekimai, tačiau mokslininkai tikisi su ja gauti dar daugiau informacijos, nes misija vis dar vyksta.
Juno ateitis
Iš pradžių planuota, kad misija vyks iki 2018 m. vasario mėn. Tada NASA nusprendė pratęsti stoties buvimą prie Jupiterio iki 2021 m. liepos mėn. Per tą laiką jis toliau rinks ir siųs į Žemę naujus duomenis ir toliau fotografuos Jupiterį.
Pasibaigus misijai, stotis bus išsiųsta į planetos atmosferą, kur ji sudegs. Tokia pabaiga numatyta siekiant ateityje išvengti bet kurio didelio palydovo kritimo ir galimo jo paviršiaus užteršimo antžeminiais mikroorganizmais iš Juno. Erdvėlaivis dar turi daug nuveikti, o mokslininkai tikisi gausaus mokslinio „derliaus“, kurį Juno atneš.
