Jupiter is nie net die grootste en mees massiewe planeet in ons sonnestelsel nie. Hy is 'n rekordhouer in baie opsigte. Jupiter het dus die kragtigste magneetveld onder die planete, straal in die X-straalreeks uit en het 'n uiters komplekse atmosfeer. Planetoloë toon groot belangstelling in hierdie planeet, aangesien dit moeilik is om die rol van Jupiter in die geskiedenis van die sonnestelsel, sowel as in sy hede en toekoms te oorskat.
Die Juno-ruimtetuig, wat die reusagtige planeet in 2016 bereik het en tans op 'n navorsingsprogram in 'n wentelbaan om Jupiter is, gaan wetenskaplikes help om baie van sy raaisels op te los.
Sending begin
Voorbereiding vir die ekspedisie van hierdie outomatiese sonde na Jupiter is deur NASA uitgevoer as deel van die New Frontiers-program, gefokus op die omvattende studie van verskeie voorwerpe van die sonnestelsel van besondere belang. "Juno" het die tweede sending in die raamwerk van hierdie projek geword. Sy het 5 beginAugustus 2011 en, nadat hy byna vyf jaar op die pad deurgebring het, het hy op 5 Julie 2016 suksesvol 'n wentelbaan om Jupiter betree.
Die naam van die stasie wat na die planeet gegaan het wat die naam van die oppergod van die Romeinse mitologie dra, is nie net gekies ter ere van die vrou van die "koning van die gode" nie: dit het 'n sekere konnotasie. Volgens een van die mites kon net Juno deur die sluier van wolke kyk waarmee Jupiter sy onbehoorlike dade gehul het. Deur die naam van Juno aan die ruimtetuig toe te ken, het die ontwikkelaars daardeur een van die hoofdoelwitte van die sending geïdentifiseer.
Ondersoektake
Planetoloë het baie vrae aan Jupiter, en die antwoorde daarop hang af van die vervulling van die wetenskaplike take wat aan die outomatiese stasie opgedra is. Afhangende van die doel van studie, kan hierdie take in drie hoofkomplekse gekombineer word:
- Bestudering van Jupiter se atmosfeer. Die verfynde samestelling, struktuur, temperatuurkenmerke, dinamika van gasvloei in die diep lae van die atmosfeer wat onder die sigbare wolke geleë is - dit alles is van groot belang vir wetenskaplikes, die skrywers van die Juno-wetenskaplike program. Die ruimtetuig, wat die naam wat daaraan gegee is regverdig, kyk verder met sy instrumente as wat tot dusver moontlik was.
- Bestudering van die reus se magnetiese veld en magnetosfeer. Op 'n diepte van meer as 20 duisend km, teen kolossale druk en temperature, is groot massas waterstof in die toestand van vloeibare metaal. Die strome daarin genereer 'n kragtige magneetveld, en kennis van sy kenmerke is belangrik om die struktuur van die planeet en die geskiedenis van sy vorming te verduidelik.
- Die studie van die besonderhede van die struktuur van die gravitasieveld is ook nodig vir planetêre wetenskaplikes om 'n meer akkurate model van die struktuur van Jupiter te bou. Dit sal ons in staat stel om met meer selfvertroue die massa en grootte van die diepste lae van die planeet te beoordeel, insluitend sy soliede binnekern.
Juno-wetenskaptoerusting
Die ontwerp van die ruimtetuig maak voorsiening vir die dra van 'n aantal instrumente wat ontwerp is om bogenoemde probleme op te los. Dit sluit in:
- Magnetometriese kompleks MAG, saamgestel uit twee magnetometers en 'n sterspoorder.
- Ruimtesegment van toerusting vir gravitasiemetings Swaartekragwetenskap. Die tweede segment is op die Aarde geleë, die metings self word uitgevoer met behulp van die Doppler-effek.
- MWR mikrogolfradiometer om die atmosfeer op groot dieptes te bestudeer.
- Ultravioletspektrograaf UVS om die struktuur van Jupiter se auroras te bestudeer.
- JADE-gereedskap om die verspreiding van lae-energie gelaaide deeltjies in auroras vas te stel.
- JEDI hoë-energie ioon- en elektronverspreidingsdetektor.
- Detektor van plasma- en radiogolwe in die magnetosfeer van die planeet Golwe.
- JIRAM infrarooi kamera.
- Die JunoCam optiese reeks kamera geplaas op die Juno hoofsaaklik vir demonstrasie en opvoedkundige doeleindes vir die algemene publiek. Hierdie kamera het geen spesiale take van 'n wetenskaplike aard nie.
Ontwerpkenmerke en spesifikasies van "Juno"
Die ruimtetuig het 'n lanseermassa van 3625 kg gehad. Hiervan val net sowat 1600 kg op die deel van die stasie self, die res van die massa - brandstof en oksideermiddel - word tydens die sending verbruik. Benewens die aandrywingsenjin is die toestel toegerus met vier oriëntasie-enjinmodules. Die sonde word aangedryf deur drie 9-meter sonpanele. Die deursnee van die apparaat, hul lengte uitgesluit, is 3,5 meter.
Die totale krag van sonpanele in 'n wentelbaan om Jupiter teen die einde van die sending moet minstens 420 watt wees. Boonop is Juno toegerus met twee litiumioonbatterye om dit aan te dryf terwyl die stasie in Jupiter se skaduwee is.
Die ontwikkelaars het die spesiale omstandighede waarin Juno sal moet werk, in ag geneem. Die kenmerke van die ruimtetuig is aangepas by die toestande van 'n lang verblyf binne die kragtige stralingsgordels van 'n reusagtige planeet. Die kwesbare elektronika van die meeste instrumente word in 'n spesiale kubieke titaniumkompartement geplaas, beskerm teen straling. Die dikte van sy mure is 1 cm.
Ongewone "passasiers"
Die stasie dra drie Lego-styl aluminium man figure wat die antieke Romeinse gode Jupiter en Juno uitbeeld, sowel as die ontdekker van die planeet se satelliete, Galileo Galilei. Hierdie "passasiers", soos die sendingpersoneel verduidelik, het na Jupiter gegaan om die aandag van die jonger geslag na wetenskap en tegnologie te trek, om kinders in ruimteverkenning te interesseer.
Die Groot Galileo is aan boord en in 'n portret op 'n spesiale gedenkplaat wat deur die Italiaanse Ruimte-agentskap verskaf is. Dit bevat ook 'n fragment van 'n brief wat die wetenskaplike vroeg in 1610 geskryf het, waar hy die eerste keer melding maak van die waarneming van die planeet se satelliete.
Portrette van Jupiter
Die JunoCam, hoewel dit nie 'n wetenskaplike vrag dra nie, was in staat om die Juno-ruimtetuig waarlik aan die hele wêreld te verheerlik. Foto's van die reusagtige planeet, geneem met 'n resolusie van tot 25 km per pixel, is ongelooflik. Nog nooit tevore het mense die manjifieke en dreigende skoonheid van Jupiter se wolke so in detail gesien nie.
Breedwydtewolkgordels, orkane en warrelwinde van die magtige Jupiteriese atmosfeer, die reusagtige antisikloon van die Groot Rooi Vlek – dit alles is deur die Juno optiese kamera vasgevang. Beelde van Jupiter van die ruimtetuig het dit moontlik gemaak om die poolstreke van die planeet te sien, wat ontoeganklik is vir teleskopiese waarnemings vanaf die Aarde en naby-Aarde wentelbaan.
Sommige wetenskaplike resultate
Die sending het indrukwekkende wetenskaplike vordering gemaak. Hier is net 'n paar:
- Die asimmetrie van Jupiter se gravitasieveld, wat veroorsaak word deur die eienaardighede van die verspreiding van atmosferiese strome, is vasgestel. Dit het geblyk dat die diepte waartoe hierdie bande strek, sigbaar op die skyf van Jupiter, 3000 km bereik.
- Die komplekse struktuur van die atmosfeer van die poolstreke, gekenmerk deur aktiewe turbulente prosesse, is ontdek.
- Meings van die magneetveld is uitgevoer. Dit het geblyk 'n orde van grootte hoër te wees as die sterkste aardsemagnetiese velde van natuurlike oorsprong.
- 'n Driedimensionele kaart van Jupiter se magneetveld is gebou.
- Gedetailleerde beelde van auroras geneem.
- Nuwe data oor die samestelling en dinamika van die Groot Rooi Vlek is ontvang.
Dit is nie al die prestasies van Juno nie, maar wetenskaplikes hoop om nog meer inligting daarmee te kry, want die sending is steeds aan die gang.
Future of Juno
Die sending was oorspronklik geskeduleer om tot Februarie 2018 te duur. Toe het NASA besluit om die verblyf van die stasie naby Jupiter tot Julie 2021 te verleng. Gedurende hierdie tyd sal dit voortgaan om nuwe data in te samel en na die aarde te stuur, en sal voortgaan om Jupiter te fotografeer.
Aan die einde van die sending sal die stasie na die atmosfeer van die planeet gestuur word, waar dit sal brand. So 'n einde word in die vooruitsig gestel om 'n val op enige van die groot satelliete in die toekoms en moontlike besoedeling van sy oppervlak deur terrestriële mikroörganismes van die Juno te vermy. Die ruimtetuig het nog 'n lang pad om te gaan, en wetenskaplikes reken op 'n ryk wetenskaplike "oes" wat Juno vir hulle sal bring.
