Jupiters ir ne tikai lielākā un masīvākā planēta mūsu Saules sistēmā. Viņš ir rekordists daudzos aspektos. Tādējādi Jupiteram ir visspēcīgākais magnētiskais lauks starp planētām, tas izstaro rentgenstaru diapazonā un tam ir ārkārtīgi sarežģīta atmosfēra. Planetologi izrāda lielu interesi par šo planētu, jo ir grūti pārvērtēt Jupitera lomu Saules sistēmas vēsturē, kā arī tās tagadnē un nākotnē.
Kosmosa kuģis Juno, kas milzu planētu sasniedza 2016. gadā un pašlaik atrodas pētniecības programmā Jupitera orbītā, ir paredzēts, lai palīdzētu zinātniekiem atrisināt daudzus tā noslēpumus.
Misijas sākums
Gatavošanos šīs automātiskās zondes ekspedīcijai uz Jupiteru veica NASA New Frontiers programmas ietvaros, koncentrējoties uz vairāku īpaši interesējošu Saules sistēmas objektu visaptverošu izpēti. "Juno" kļuva par otro misiju šī projekta ietvaros. Viņa sāka 52011. gada augustā un, pavadot gandrīz piecus gadus ceļā, veiksmīgi iegāja orbītā ap Jupiteru 2016. gada 5. jūlijā.
Stacijas nosaukums, kas devās uz planētu ar romiešu mitoloģijas augstākās dievības vārdu, tika izvēlēts ne tikai par godu "dievu karaļa" sievai: tam ir noteikta nozīme. Saskaņā ar vienu no mītiem, tikai Juno varēja skatīties caur mākoņu plīvuru, ar kuru Jupiters aptvēra savus nepiedienīgos darbus. Piešķirot kosmosa kuģim nosaukumu Juno, izstrādātāji tādējādi noteica vienu no galvenajiem misijas mērķiem.
Izpētes uzdevumi
Planetologiem Jupiteram ir daudz jautājumu, un atbildes uz tiem ir atkarīgas no automātiskajai stacijai uzdoto zinātnisko uzdevumu izpildes. Atkarībā no studiju objekta šos uzdevumus var apvienot trīs galvenajos kompleksos:
- Jupitera atmosfēras izpēte. Izsmalcinātais sastāvs, struktūra, temperatūras raksturlielumi, gāzu plūsmu dinamika dziļajos atmosfēras slāņos, kas atrodas zem redzamajiem mākoņiem - tas viss ļoti interesē zinātniekus, Juno zinātniskās programmas autorus. Kosmosa kuģis, attaisnojot tam doto nosaukumu, ar saviem instrumentiem izskatās tālāk, nekā tas bija iespējams līdz šim.
- Milža magnētiskā lauka un magnetosfēras izpēte. Vairāk nekā 20 tūkstošu km dziļumā milzīgā spiedienā un temperatūrā milzīgas ūdeņraža masas atrodas šķidra metāla stāvoklī. Tajā esošās straumes rada spēcīgu magnētisko lauku, un zināšanas par tās iezīmēm ir svarīgas, lai noskaidrotu planētas uzbūvi un veidošanās vēsturi.
- Gravitācijas lauka struktūras detaļu izpēte ir nepieciešama arī planētu zinātniekiem, lai izveidotu precīzāku Jupitera struktūras modeli. Tas ļaus mums pārliecinošāk spriest par planētas dziļāko slāņu masu un izmēru, ieskaitot tās cieto iekšējo kodolu.
Juno zinātnes aprīkojums
Kosmosa kuģa dizains paredz vairākus instrumentus, kas paredzēti iepriekš minēto problēmu risināšanai. Tie ietver:
- Magnetometriskais komplekss MAG, kas sastāv no diviem magnetometriem un zvaigžņu izsekotāja.
- Gravitācijas mērījumu iekārtu kosmosa segments Gravitācijas zinātne. Otrais segments atrodas uz Zemes, paši mērījumi tiek veikti, izmantojot Doplera efektu.
- MWR mikroviļņu radiometrs atmosfēras pētīšanai lielā dziļumā.
- Ultravioleto spektrogrāfs UVS, lai izpētītu Jupitera polārblāzmu struktūru.
- JADE rīks zemas enerģijas uzlādētu daļiņu sadalījuma noteikšanai polārblāzmas.
- JEDI augstas enerģijas jonu un elektronu sadalījuma detektors.
- Plazmas un radioviļņu detektors planētas Viļņi magnetosfērā.
- JIRAM infrasarkanā kamera.
- JunoCam optiskā diapazona kamera, kas novietota uz Juno galvenokārt demonstrācijas un izglītības nolūkos plašai sabiedrībai. Šai kamerai nav īpašu zinātniska rakstura uzdevumu.
Juno dizaina līdzekļi un specifikācijas
Kosmosa kuģa palaišanas masa bija 3625 kg. No tiem tikai aptuveni 1600 kg krīt uz pašas stacijas daļu, pārējā masa - degviela un oksidētājs - tiek patērēta misijas laikā. Papildus piedziņas dzinējam ierīce ir aprīkota ar četriem orientācijas dzinēja moduļiem. Zondi darbina trīs 9 metrus gari saules paneļi. Aparātu diametrs, neskaitot to garumu, ir 3,5 metri.
Saules paneļu kopējai jaudai orbītā ap Jupiteru līdz misijas beigām jābūt vismaz 420 vatiem. Turklāt Juno ir aprīkots ar diviem litija jonu akumulatoriem, lai to darbinātu, kamēr stacija atrodas Jupitera ēnā.
Izstrādātāji ņēma vērā īpašos apstākļus, kādos Juno būs jāstrādā. Kosmosa kuģa īpašības ir pielāgotas ilgstošas uzturēšanās apstākļiem milzīgas planētas spēcīgajās radiācijas joslās. Vairuma instrumentu neaizsargātā elektronika ir ievietota īpašā kubiskā titāna nodalījumā, kas ir aizsargāts no starojuma. Tās sienu biezums ir 1 cm.
Neparasti "pasažieri"
Stacijā ir trīs Lego stila alumīnija cilvēka figūras, kas attēlo seno romiešu dievus Jupiteru un Juno, kā arī planētas pavadoņu atklājēju Galileo Galileju. Šie "pasažieri", kā skaidro misijas darbinieki, devušies uz Jupiteru, lai pievērstu jaunākās paaudzes uzmanību zinātnei un tehnoloģijām, ieinteresētu bērnus kosmosa izpētē.
Lielais Galileo atrodas uz klāja un ir portretā uz īpašas Itālijas Kosmosa aģentūras nodrošinātās plāksnes. Tajā ir arī fragments no zinātnieka 1610. gada sākumā rakstītās vēstules, kurā viņš pirmo reizi piemin planētas pavadoņu novērošanu.
Jupitera portreti
JunoCam, lai gan tas nenes zinātnisku slodzi, spēja patiesi pagodināt Juno kosmosa kuģi visai pasaulei. Milzu planētas fotoattēli, kas uzņemti ar izšķirtspēju līdz 25 km uz pikseļu, ir pārsteidzoši. Nekad agrāk cilvēki tik detalizēti nav redzējuši Jupitera mākoņu lielisko un draudīgo skaistumu.
Platuma mākoņu joslas, viesuļvētras un varenās Jupitera atmosfēras viesuļi, Lielā Sarkanā plankuma gigantiskais anticiklons – to visu fiksēja Juno optiskā kamera. Jupitera attēli no kosmosa kuģa ļāva redzēt planētas polāros apgabalus, kas nav pieejami teleskopiskiem novērojumiem no Zemes un Zemes orbītas.
Daži zinātniski rezultāti
Misija ir panākusi iespaidīgu zinātnes progresu. Šeit ir tikai daži:
- Konstatēta Jupitera gravitācijas lauka asimetrija, ko izraisa atmosfēras plūsmu sadalījuma īpatnības. Izrādījās, ka dziļums, līdz kuram stiepjas šīs joslas, redzams uz Jupitera diska, sasniedz 3000 km.
- Atklāta polāro apgabalu atmosfēras sarežģītā struktūra, ko raksturo aktīvi turbulenti procesi.
- Tika veikti magnētiskā lauka mērījumi. Tas izrādījās par vienu pakāpi augstāks nekā spēcīgākais uz zemesdabiskas izcelsmes magnētiskie lauki.
- Ir izveidota Jupitera magnētiskā lauka trīsdimensiju karte.
- Uzņemti detalizēti polārblāzmu attēli.
- Ir saņemti jauni dati par Lielā Sarkanā punkta sastāvu un dinamiku.
Tas nav viss Juno sasniegums, taču zinātnieki cer ar to iegūt vēl vairāk informācijas, jo misija vēl turpinās.
Juno nākotne
Sākotnēji bija plānots, ka misija darbosies līdz 2018. gada februārim. Tad NASA nolēma pagarināt stacijas atrašanos pie Jupitera līdz 2021. gada jūlijam. Šajā laikā tā turpinās vākt un sūtīt uz Zemi jaunus datus, kā arī turpinās fotografēt Jupiteru.
Misijas beigās stacija tiks nosūtīta planētas atmosfērā, kur tā sadegs. Šāds nobeigums ir paredzēts, lai nākotnē izvairītos no kritiena uz kāda no lielajiem satelītiem un iespējama tā virsmas piesārņošana ar Juno sauszemes mikroorganismiem. Kosmosa kuģim vēl tāls ceļš ejams, un zinātnieki paļaujas uz bagātīgu zinātnisku “ražu”, ko Juno viņiem atnesīs.
