Od té doby Galileo poprvé to pozoroval prostřednictvím a dalekohled v roce 1610 , Jupiter a jeho soustava měsíců fascinovaly lidstvo. A zatímco mnoho kosmických lodí navštívilo systém v posledních čtyřiceti letech, většina těchto misí byly průlety. S výjimkou Galileovesmírná sonda Návštěvy těchto kosmických lodí v systému Jupiter byly jedním z několika zamýšlených cílů, které se uskutečnily předtím, než se dostaly hlouběji do Sluneční soustavy.
Po spuštění 5. srpna 2011, NASA Junokosmická loď má na mysli jiný účel. Pomocí sady vědeckých nástrojůJunobude studovat Jupiterovu atmosféru, magnetické prostředí, vzorce počasí a osvětlí historii jeho formování. V podstatě půjde o první sondu od rGalileomise na oběžnou dráhu Jupiteru, kde stráví příští dva roky odesíláním informací o plynném obrovi zpět na Zemi.
Pokud bude úspěšný,Junose ukáže jako jediná další dlouhodobá mise k Jupiteru. Nicméně ve srovnání sGalileo -který strávil sedm let na oběžné dráze kolem plynného obra – mise Juno je plánována na pouhé dva roky. Očekává se však, že jeho vylepšená sada nástrojů za tu dobu poskytne množství informací. A s výjimkou jakéhokoli rozšíření mise se její cílený dopad na povrch Jupiteru uskuteční v únoru 2018.
Juno se ponoří mezi planetu a její intenzivní pásy záření nabitých částic do vzdálenosti 5 000 kilometrů (asi 3 000 mil) od vrcholků mraků. Poděkování: NASA/JPL-Caltech
Pozadí:
Jako součást NASA Nové hranice V programu Juno je mise Juno jednou z několika středně velkých misí určených k průzkumu různých těles Sluneční soustavy. V současnosti je to jedna ze tří sond, které NASA provozuje nebo je v procesu budování. Další dva jsou Nové obzory sonda (která proletěla Pluto v roce 2015 ) a OSIRIS-REx , který by měl v roce 2020 letět k asteroidu 101955 Bennu a přinést vzorky zpět na Zemi.
Během desetiletého průzkumu v roce 2003 s názvem „ Nové hranice ve sluneční soustavě: strategie integrovaného průzkumu “ – Národní rada pro výzkum jednala o destinacích, které by posloužily jako zdroj pro první soutěž pro program New Frontiers. Orbiter Jupiter byl identifikován jako vědecká priorita, o které se doufalo, že bude řešit několik nezodpovězených otázek týkajících se plynného obra.
Mezi ně patřilo, zda měl Jupiter centrální jádro (jehož výzkum by pomohl zjistit, jak planeta vznikla), obsah vody v atmosféře Jupitera, jak mohou jeho meteorologické systémy zůstat stabilní a jaká je povaha magnetického pole a plazmy. obklopující Jupiter. V roce 2005 byla Juno vybrána do programu New FrontiersNové obzoryaOSIRIS-REx.
Ačkoli bylo původně zamýšleno odstartovat v roce 2009, rozpočtová omezení NASA si vynutila zpoždění až do srpna 2011. Sonda byla pojmenována na počest římské bohyně Juno, manželky Jupitera (římského ekvivalentu Dia), která dokázala nahlédnout skrz. závoj mraků, který kolem sebe Jupiter nakreslil. Jméno bylo dříve backronym, které znamenaloNear-polární orbiter JUpitertaké.
Profil mise:
Mise Juno byla vytvořena za specifickým účelem studia Jupiteru za účelem dozvědět se více o formování sluneční soustavy. Astronomové již nějakou dobu chápali, že Jupiter hrál důležitou roli ve vývoji sluneční soustavy. Stejně jako ostatní plynní obři byl sestaven během raných fází, než mělo naše Slunce šanci absorbovat nebo odfouknout lehké plyny v obrovském mračnu, ze kterého se zrodily.
Složení Jupiteru by nám tedy mohlo prozradit mnohé o rané Sluneční soustavě. Podobně se předpokládá, že plynní obři hráli hlavní roli v procesu formování planet, protože jejich obrovské hmotnosti jim umožňovaly tvarovat dráhy jiných objektů – planet, asteroidů a komet – v jejich planetárních systémech.
Pro astronomy a planetární vědce však o tomto masivním plynném obrovi stále zůstává mnoho neznámého. Například vnitřní struktura a složení Jupiteru, stejně jako to, co pohání jeho magnetické pole, jsou stále předmětem teorie. Vzhledem k tomu, že Jupiter vznikl ve stejnou dobu jako Slunce, jejich chemické složení by mělo být podobné, ale výzkum ukázal, že Jupiter má více těžkých prvků než naše Slunce (jako je uhlík a dusík).
Kromě toho existují některé nezodpovězené otázky o tom, kdy a kde se planeta zformovala. I když se mohl zformovat na své současné oběžné dráze, některé důkazy naznačují, že se mohl vytvořit dále od Slunce, než migroval dovnitř. Doufáme, že všechny tyto otázky jsou věcmiJunomise odpoví.
Technik nainstaloval Junoův titanový trezor. (Obrazový kredit: NASA/JPL-Caltech/LMSS)
Po spuštění 5. srpna 2011,Junokosmická loď strávila dalších pět let ve vesmíru a k Jupiteru dorazí 4. července 2018. Jakmile se dostane na oběžnou dráhu, stráví další dva roky obíhat planetu celkem 37krát od pólu k pólu pomocí svých vědeckých přístrojů k sondování pod ní. zakrývající oblačnost plynného obra.
Instrumentace:
TheJunokosmická loď je vybavena vědeckou sadou 8 přístrojů, které jí umožní studovat Jupiterovu atmosféru, magnetické a gravitační pole, vzorce počasí, jeho vnitřní strukturu a historii formace. Obsahují:
- Gravitační věda:Pomocí rádiových vln a jejich měření pro Dopplerův jev bude tento přístroj měřit rozložení hmoty uvnitř Jupiteru a vytvořit tak gravitační mapu. Malé změny gravitace podél orbitální dráhy sondy způsobí malé změny v rychlosti. Hlavními vyšetřovateli tohoto nástroje jsou John Anderson z NASA Jet Propulsion Laboratory a Luciano Iess z univerzity Sapienza v Římě.
- JunoCam:Toto viditelné světlo/dalekohled je jediným zobrazovacím zařízením kosmické lodi. Je určen pro veřejnost a vzdělávání a poskytne úchvatné snímky Jupiteru a Sluneční soustavy, ale bude fungovat pouze po sedm oběhů kolem Jupiteru (kvůli vlivu Jupiterova záření a magnetického pole na přístroje). PI pro tento přístroj je Michael C. Malin z Malin Space Science Systems
- Jovian Auroral Distribution Experiment (JADE):Pomocí tří detektorů energetických částic bude přístroj JADE měřit úhlové rozložení, energii a vektor rychlosti nízkoenergetických iontů a elektronů v polárních září Jupitera. PI je David McComas z Southwest Research Institute (SwRI).
- Jovian Energetic Particle Detector Instrument (JEDI):Stejně jako JADE bude JEDI měřit úhlové rozložení a vektor rychlosti iontů a elektronů, ale při vysoké energii a v magnetosféře Jupiteru. PI je Barry Mauk z laboratoře aplikované fyziky NASA.
Kosmická loď Juno a její vědecké přístroje. Poděkování: NASA/JPL
- Jovian Infrared Aural Mapper (JIRAM):Tento spektrometr pracující v blízké infračervené oblasti bude zodpovědný za mapování horních vrstev atmosféry Jupiteru. Měřením tepla, které je vyzařováno směrem ven, určí, jak mohou mraky bohaté na vodu plavat pod povrchem. Bude také schopen posoudit distribuci metanu, vodní páry, čpavku a fosfinu v atmosféře Jupiteru. Angioletta Coradiniová z Italského národního institutu pro astrofyziku je hlavní výzkumníkem tohoto přístroje.
- magnetometr:Tento přístroj bude sloužit k mapování magnetického pole Jupiteru, určování dynamiky nitra planety a určování trojrozměrné struktury polární magnetosféry. Jack Connemey z Goddard Space Flight Center NASA je PI nástroje.
- Mikrovlnný radiometr:Přístroj MR bude provádět měření elektromagnetických vln, které procházejí atmosférou Jovian, měřením množství vody a čpavku v jejích hlubokých vrstvách. Přitom získá teplotní profil na různých úrovních a určí, jak hluboká je atmosférická cirkulace Jupiteru. PI pro tento nástroj je Mike Janssen z JPL.
- Rádiový a plazmový vlnový senzor (RPWS):Tento RPWS bude měřit rádiová a plazmová spektra v Jupiterově polární oblasti. V procesu identifikuje oblasti polárních proudů, které definují rádiové emise planety a urychlují její polární částice. William Kurth z University of Iowa je PI.
- Ultrafialový zobrazovací spektrograf (UVS):UVS zaznamená vlnovou délku, polohu a čas příchodu detekovaných ultrafialových fotonů a poskytne spektrální snímky UV aurorálních emisí v polární magnetosféře. G. Randall Gladstone z SwRI je PI.
Sonda Juno nese kromě své vědecké soupravy také pamětní desku věnovanou Galileovi Galileimu. Plaketa byla poskytnuta Italskou kosmickou agenturou a zobrazuje Galileův portrét a také scénář, který sestavil sám Galileo při příležitosti, kdy pozoroval čtyři největší měsíce Jupitera (dnes známé jako Galileovské měsíce ).
Mor Galileo na palubě kosmické lodi Juno. Poděkování: NASA/JPL-Caltech/KSC
Text, psaný v italštině a přepsaný Galileovým vlastním rukopisem, se překládá jako:
„Dne 11 to bylo v této formaci a hvězda nejblíže Jupiteru byla poloviční velikosti než ta druhá a velmi blízko té druhé, takže během předchozích nocí všechny tři pozorované hvězdy vypadaly ze stejné dimenze a byly mezi nimi stejně daleko; takže je evidentní, že kolem Jupitera jsou tři pohybující se hvězdy, které jsou do této doby pro každého neviditelné.'
Kosmická loď také nese tři figurky Lego představující Galilea, římského boha Jupitera a jeho manželku Juno. Postava Juno drží lupu na znamení jejího hledání pravdy, Jupiter drží blesk a postava Galilea Galilei svůj slavný dalekohled. Lego vyrobilo tyto figurky z hliníku (místo obvyklého plastu), aby bylo zajištěno, že přežijí extrémní podmínky kosmického letu.
Zahájení:
Mise Juno odstartovala ze stanice Cape Canaveral Air Force Station 5. srpna 2011 na vrcholu Atlas v raketě . Po přibližně 1 minutě a 33 sekundách dosáhlo pět raketových posilovačů (SRB) vyhoření a poté odpadly. Po 4 minutách a 26 sekundách po startu se hlavní motor Atlasu V odpojil a o 16 sekund později došlo k oddělení Raketa horního stupně Centaur .
Po spálení, které trvalo 6 minut, se Centaur dostal na svou počáteční parkovací oběžnou dráhu. Letěla přibližně 30 minut, než její motor provedl druhou palbu, která trvala 9 minut, čímž se kosmická loď dostala na únikovou dráhu Země. Asi 54 minut po startu se kosmická loď oddělila od Centaura a začala vysouvat své solární panely.
Rok po startu, mezi srpnem a zářím 2012, sonda Juno úspěšně provedla dva Deep Space Manévry navržený tak, aby korigoval jeho trajektorii. K prvnímu manévru (DSM-1) došlo 30. srpna 2012, kdy hlavní motor běžel přibližně 30 minut a změnil svou rychlost asi o 388 m/s (1396,8 km/h; 867 mph).
Druhý manévr (DSM-2), který měl podobnou dobu trvání a vedl k podobné změně rychlosti, se uskutečnil 14. září. Ke dvěma výstřelům došlo, když byla sonda asi 480 milionů km (298 milionů mil) od Země a změnila rychlost kosmické lodi a její trajektorii vázanou na Jupiter, čímž připravila půdu pro gravitační asistenci při jejím průletu kolem Země.
Průlet kolem Země:
Průlet Juno's Earth se uskutečnil 9. října 2013 poté, co sonda dokončila jeden eliptický oběh kolem Slunce. Během svého největšího přiblížení byla sonda ve výšce asi 560 kilometrů (348 mil). Průlet kolem Země zvýšil rychlost Juno o 3 900 m/s (14 162 km/h; 8 800 mph) a umístil kosmickou loď na svou poslední letovou dráhu k Jupiteru.
Během průletu se přístroji Juno's Magnetic Field Investigation (MAG) podařilo zachytit některé snímky Země a Měsíce s nízkým rozlišením. Tyto snímky byly pořízeny, když byla sonda Juno od Země vzdálena asi 966 000 km (600 000 mil), což je asi trojnásobek vzdálenosti Země-Měsíc. Později je spojili technici z JPL NASA a vytvořili video zobrazené výše.
Průlet kolem Země byl také použit jako zkouškaJunovědecký tým, aby otestoval některé nástroje kosmické lodi a procvičil určité postupy, které budou použity, jakmile sonda dorazí k Jupiteru.
Setkání s Jupiterem:
TheJunokosmická loď dosáhla systému Jupiter a vytvořila polární oběžnou dráhu kolem plynného obra 4. července 2016. Její dráha bude vysoce elipsovitá a vezme ji blízko pólů – do 4 300 km (2 672 mi) – než se dostane za dráhu Callisto, nejvzdálenější z velkých měsíců Jupiteru (v průměrné vzdálenosti 1 882 700 km neboli 1 169 855,5 mil).
Tato oběžná dráha umožní kosmické lodi vyhnout se dlouhodobému kontaktu s radiačními pásy Jupiteru a zároveň jí umožní provádět detailní průzkumy polární atmosféry, magnetosféry a gravitačního pole Jupiteru. Kosmická loď stráví následující dva roky obíhat kolem Jupiteru celkem 37krát, přičemž každý oblet trvá 14 dní.
Sonda se již provedla měření magnetického pole Jupiteru . Začalo to 24. června, kdy Juno překročila rázovou vlnu těsně mimo Jupiterovu magnetosféru, po níž následoval přechod do nižší hustoty Jovianské magnetosféry 25. června. Po přechodu z prostředí charakterizovaného slunečním větrem do prostředí, kterému dominuje Jupiterova magnetosféra, lodní přístroje odhalily některé zajímavé informace o náhlé změně hustoty částic.
Sonda vstoupila na svou polární eliptickou dráhu dne 4. července po dokončení 35 minut dlouhého spouštění hlavního motoru, známého jako Jupiter Orbital Insertion (nebo JOI). Když se sonda přiblížila k Jupiteru nad jeho severním pólem, naskytl se jí pohled na Jovianský systém, který konečný obrázek před zahájením JOI.
10. července odeslala sonda Juno své první snímky z oběžné dráhy poté, co napájela svou sadu vědeckých přístrojů. Snímky byly pořízeny, když byla sonda 4,3 milionu km (2,7 milionu mil) od Jupiteru a na odletové části své počáteční 53,5denní oběžné dráhy. The barevný obrázek ukazuje atmosférické útvary na Jupiteru, včetně slavné Velké rudé skvrny, a tří ze čtyř největších měsíců hmotné planety – Io, Europa a Ganymede, na snímku zleva doprava.
Zatímco tým mise doufal, že zkrátí oběžnou dobu Juno na 14 dní, což jí umožní provést před koncem mise celkem 37 perijovů. Kvůli poruše heliových ventilů sondy se však střelba zpozdila. NASA mezitím oznámila že neprovede spouštění tohoto motoru a že sonda provede celkem totální perijoves před koncem své mise.
Konec mise:
TheJunomise by měla skončit v únoru 2018 po dokončení 12 obletů Jupiteru. V tomto okamžiku, a pokud nebudou jakákoliv rozšíření mise, bude sonda de-orbita, aby shořela ve vnější atmosféře Jupiteru. Stejně jako u Galileokosmická loď , je to myšleno tak, aby se zabránilo jakékoli možnosti nárazu a biologické kontaminace s jedním z měsíců Jupiteru.
Mise je řízena JPL a jejím hlavním řešitelem je Scott Bolton z Southwest Research Institute. Program Launch Services Program NASA, který se nachází v Kennedyho vesmírném středisku na Floridě, je zodpovědný za řízení služeb startu sondy. Mise Juno je součástí programu New Frontiers Program řízeného Marshall Space Flight Center NASA v Huntsville, Ala.
V době psaní tohoto článku,Junomise je jeden den, čtyři hodiny a padesát pět minut od jejího historického příletu s Jupiterem. Překontrolovat mise NASA Juno stránku, kde získáte aktuální informace o misi, a sledujte aktualizace Universe Today!
Dnes jsme zde ve vesmíru napsali mnoho zajímavých článků o Jupiteru. Zde je Juno vyráží na Science Trek, aby objevila Jupiterovu genezi , Jupiter Bound Juno zachytila oslnivou galerii portrétů planety Země , Pochopení oběžné dráhy Juno: Rozhovor se Scottem Boltonem z NASA , Sonda Juno od NASA během průletu kolem Země zvýší rychlost gravitace, ale přejde do „bezpečného režimu“. .
Astronomické obsazení má také relevantní epizody na toto téma. Zde je 59. díl: Jupiter , a Epizoda 232: Kosmická loď Galileo ,
Pro více informací se podívejte na NASA mise Juno stránku a Southwest Research Institute Stránka Juno .
