Космічний апарат "юнона": завдання і фото

Юпітер-не просто найбільша і наймасивніша планета, що входить до складу нашої Сонячної системи. Він рекордсмен у багатьох відношеннях. Так, Юпітер володіє найпотужнішим серед планет магнітним полем, випромінює в рентгенівському діапазоні, має надзвичайно складну за структурою атмосферу. Планетологи виявляють до цієї планети величезний інтерес, оскільки складно переоцінити роль Юпітера в історії Сонячної системи, а також в її сьогоденні і майбутньому.

Космічний апарат "Юнона", який досяг гігантської планети в 2016 році і в даний час виконує програму досліджень, перебуваючи на орбіті біля Юпітера, покликаний допомогти вченим у вирішенні багатьох його загадок.

Старт місії

Підготовка експедиції цього автоматичного зонда до Юпітера проводилася НАСА в рамках програми "Нові рубежі" (New Frontiers), орієнтованої на комплексне вивчення декількох об`єктів Сонячної системи, що представляють особливий інтерес. "Юнона" стала другою за рахунком місією в рамках цього проекту. Вона стартувала 5 серпня 2011 року і, провівши в дорозі майже п`ять років, 5 липня 2016 року успішно вийшла на орбіту навколо Юпітера.

Назва станції, яка вирушила до планети, що носить ім`я верховного божества римської міфології, вибрано не просто на честь дружини "царя богів" : воно має певний підтекст. Згідно з одним з міфів, лише Юнона могла проникнути поглядом крізь пелену хмар, якими Юпітер огортав свої непорядні вчинки. Присвоюючи ім`я Юнони космічному апарату, розробники тим самим позначили одну з головних цілей місії.

Завдання зонда

У планетологів багато питань до Юпітера, і відповіді на них залежать від виконання наукових завдань, поставлених перед автоматичною станцією. Залежно від об`єкта дослідження ці завдання можна об`єднати в три основні комплекси:

1. Вивчення юпитерианской атмосфери. Уточнений склад, будова, температурні характеристики, Динаміка потоків газу в глибоких шарах атмосфери, розташованих нижче видимих хмар, - все це вкрай цікавить вчених, авторів наукової програми " Юнони». Космічний апарат, виправдовуючи дане йому ім`я, заглядає своїми приладами далі, ніж вдавалося досі.
2. Дослідження магнітного поля та магнітосфери гіганта. На глибині понад 20 тис. км, при колосальних тисках і температурах, величезні маси водню перебувають в стані рідкого металу. Струми в ньому генерують потужне магнітне поле, і знання його особливостей важливо для уточнення структури планети і історії її формування.
3. Дослідження деталей будови гравітаційного поля також необхідно планетологам для побудови більш точної моделі будови Юпітера. Воно дозволить впевненіше судити про масу і розміри найбільш глибоких шарів планети, включаючи її тверде внутрішнє ядро.

Наукове обладнання " Юнони»

Конструкція космічного апарату передбачає несення цілого ряду приладів, призначених для вирішення вищевказаних завдань. В їх число входять:

• Магнітометричний комплекс MAG, складений з двох магнітометрів і Зоряного датчика.
• Космічний сегмент апаратури для гравітаційних вимірювань Gravity Science. Другий сегмент розташований на землі, самі ж вимірювання проводяться з використанням ефекту Доплера.
• Мікрохвильовий радіометр MWR для вивчення атмосфери на великих глибинах.
• Ультрафіолетовий спектрограф UVS для дослідження структури полярних сяйв Юпітера.
• Інструмент JADE для фіксації розподілу заряджена частинка малих енергій в полярних сяйвах.
• Детектор розподілу високоенергетичних іонів та електронів JEDI.
• Детектор плазмових і радіохвиль в магнітосфері планети Waves.
• Камера інфрачервоного діапазону JIRAM.
• Камера оптичного діапазону JunoCam, розміщена на "Юноні" головним чином в демонстраційно-освітніх цілях для широкої публіки. Спеціальних завдань наукового характеру ця камера не має.

Особливості конструкції і технічні характеристики " Юнони»

Космічний апарат мав стартову масу 3625 кг. З них тільки близько 1600 кг припадає на частку власне станції, інша маса-паливо і окислювач-витрачаються в ході місії. Крім маршового двигуна, апарат забезпечений чотирма модулями двигунів орієнтації. Енергопостачання зонда забезпечується трьома 9-метровими сонячними панелями. Діаметр апарату без урахування їх довжини-3,5 метра.

Сумарна потужність сонячних батарей на орбіті у Юпітера до кінця роботи місії повинна скласти не менше 420 Вт. Крім того, "Юнона" забезпечена двома літій-іонними акумуляторами для живлення в той час, коли станція знаходиться в тіні Юпітера.

Розробники враховували особливі умови, в яких доведеться працювати «Юнона». Характеристики космічного апарату пристосовані до умов тривалого перебування в межах потужних радіаційних поясів гігантської планети. Вразлива Електроніка більшості інструментів розміщується в спеціальному кубічному титановому відсіку, захищеному від радіації. Товщина його стінок становить 1 см.

Незвичайні»пасажири"

Станція несе на борту три алюмінієві фігурки чоловічків в стилі Lego, що зображують давньоримських богів Юпітера і Юнону, а також першовідкривача супутників планети – Галілео Галілея. Ці «пасажири", як пояснюють співробітники місії, вирушили до Юпітера з метою привернути увагу підростаючого покоління до занять наукою і технологіями, зацікавити дітей дослідженнями космосу.

Великий Галілео присутній на борту і на портреті, розміщеному на спеціальній табличці, яку надало італійське космічне агентство. На ній також нанесений фрагмент листа, написаного вченим на початку 1610 року, де він вперше згадує про спостереження супутників планети.

Портрети Юпітера

Камера JunoCam, хоча і не несе наукового навантаження, змогла воістину прославити на весь світ космічний апарат " Юнона». Фото планети-гіганта, зроблені з роздільною здатністю до 25 км на піксель, вражають. Ніколи ще людям не доводилося бачити чудову і грізну краса хмар Юпітера в таких подробицях.

Широтні хмарні пояси, урагани і вихори могутньої юпітеріанской атмосфери, велетенський антициклон великої червоної плями-все це відобразила оптична камера " Юнони». Знімки Юпітера з космічного апарату дозволили побачити і недоступні для телескопічних спостережень із землі і навколоземної орбіти полярні області планети.

Деякі наукові результати

Місія досягла вражаючих наукових успіхів. Ось лише деякі з них:

• Встановлено асиметрію поля тяжіння Юпітера, що викликається особливостями розподілу атмосферних потоків. З`ясувалося, що глибина, на яку простягаються ці смуги, видимі на диску Юпітера, досягає 3000 км.
• Відкрита складна структура атмосфери полярних районів, що відрізняється активними турбулентними процесами.
• Проведено вимірювання магнітного поля. Воно виявилося на порядок вище найсильніших земних магнітних полів природного походження.
• Побудована тривимірна карта юпітеріанского магнітного поля.
• Отримані детальні знімки полярних сяйв.
• Отримано нові дані про склад і динаміку великої червоної плями.

Це далеко не всі досягнення "Юнони", але вчені сподіваються отримати з її допомогою ще більше інформації, адже місія досі триває.

Майбутнє «Юнони»

Спочатку планувалося, що місія пропрацює до лютого 2018 року. Потім NASA прийняла рішення продовжити терміни перебування станції біля Юпітера до липня 2021 року. Весь цей час вона буде як і раніше збирати і відправляти на Землю нові дані, а також продовжить фотографування Юпітера.

По завершенні терміну місії станцію направлять в атмосферу планети, де вона згорить. Такий фінал передбачений, щоб уникнути падіння в майбутньому на будь-якої з великих супутників і можливого забруднення його поверхні земними мікроорганізмами з " Юнони». У космічного апарату попереду ще багато часу, і вчені розраховують на багатий науковий "урожай", який принесе їм»Юнона".