Юнона – космический аппарат, запущенный в 2011 году и в 2016 приступивший к исследованию газового гиганта. Очевидно, что зонду дали такое имя неспроста: именно жене Юпитера, согласно легенде, удалось выяснить истинную натуру скрытного супруга, заглянув за созданную им завесу облаков.
Юпитер не зря получил имя верховного божества древнеримского пантеона. Это второе по размерам и могуществу тело в солнечной системе. Огромная масса планеты создает вокруг немыслимую гравитационную воронку, которая успела перемолоть в труху космические тела Пояса астероидов.
Небесное тело известно тем, что крайне неохотно делится своими тайнами. Насколько плотное ядро у Юпитера? Что питает вечный гигантский антициклон Красное пятно? Каков детальный состав атмосферы? Как устроено мощнейшее магнитное поле этого необъятного и почти вечного генератора и как влияет на самые яркие в нашем уголке вселенной полярные сияния? Непростая задача для крошечного космического аппарата!
Уникальные особенности проекта
Аппарат Юнона – образец нестандартного подхода в создании космической техники. В отличие от традиционных решений для исследования внешней солнечной системы этот зонд не оснащен радиоизотопным термоэлектрическим генератором.
Инженеры решили использовать солнечные батареи несмотря на скудность инсоляции (4 % в сравнении с положением на земной орбите) на таком отдалении от солнца. Это потребовало кратно увеличить размеры вырабатывающей ток конструкции. В итоге тело зонда величиной с маленький легковой автомобиль оказалось окружено тремя покрытыми кремнием лепестками, достигающими девятиметровой длины каждый в раскрытом положении. Снабжать электричеством требуется целую батарею научных инструментов:
- микроволновый радиометр (MWR);
- магнитометр (FGM);
- прибор для исследования полярных сияний (JADE) и спектрометр WAVES;
- детектор энергетических частиц (JEDI);
- спектрограф ультрафиолетового излучения (UVS);
- прибор для измерения гравитационного поля (GSE);
- трехцветную стационарную камеру (JCM).
Весь этот арсенал бортовых устройств и механизмов полностью оправдал ожидания научного сообщества.
Начало и промежуточные итоги миссии
Удивительный факт: космический аппарат Юнона поймал Юпитер в перекрестье своего искателя спустя два года с момента старта. За это время зонд совершил виток вокруг солнца по орбите, уходящей за пределы Марса и, лишь когда по касательной вновь прошел рядом с Землей, увлекаемый массой родной планеты, получил дополнительное ускорение и понесся в глубокий космос навстречу своей цели. Ежечасно преодолевая по 149 тысяч километров относительно Солнца, Юнона добралась до Юпитера в январе 2016 года.
Запуск космического аппарата с мыса Канаверал, штат Флорида. Для запуска была использована ракета-носитель Atlas V.
На данном этапе аппарат находится в «свернутом» состоянии, чтобы уместиться в ракету.
Как только «Юнона» отделяется от последней ступени, ее солнечные батареи раскрываются. В течение последующих дней и недель все научные приборы проходят обязательное тестирование работоспособности.
Август-Сентябрь, 2012 — Гравитационные маневры в глубоком космосе: аппарат разворачивается и снова летит к Земле, чтобы гравитационное поле планеты придало ему дополнительное ускорение. Это позволит в разы сократить время, необходимое для преодоления расстояния между Юпитером и Землей.
В октябре 2013 маневр успешно осуществляется. Этот способ называется также «гравитационной рогаткой».
Юнона прибывает к Юпитеру, она летит быстрее, чем любой объект, созданный руками человека. Чтобы замедлиться и выйти на орбиту Юпитера, ей нужно совершить тонкий маневр, иначе она улетит в космос и никогда не вернется.
Двигатели запускаются в нужный момент, в нужном направлении, в нужное время. Космический корабль выполняет сложное движение и выводится на орбиту Юпитера, полностью в автоматическом режиме.
Начинается активная фаза исследований.
Завершение основной миссии Юноны. Однако деградация оборудования оказалась не столь сильной, как планировалось, поэтому ученые начинают так называемую расширенную миссию, рассчитанную до 2025 года. Основные задачи: продолжение исследований самого Юпитера, а также самых известных его спутников: Ганимеда, Европы и Ио.
По окончании исследований аппарат будет принудительно направлен на столкновение с газовым гигантом. Это необходимо для того чтобы исключить вероятное биологическое загрязнение спутников.
Трехмерная карта Юпитера
Это важнейшая задача, к которой зонд приступил сразу после выхода на орбиту вокруг планеты. Благодаря Юноне теперь мы имеем детальное представление о строении облачного слоя и характере движения газов в атмосфере Юпитера. Революционного знания картирование не принесло, но позволило совершить важный шаг в изучении планет-гигантов и упростило разработку программы предстоящих исследований. Впереди ждало немало открытий.
Подробная карта магнитосферы
Вместо аккуратной точки выхода магнитных линий (как это характерно для Земли) на севере Юпитера обнаружилась незамкнутая полоса, слегка смещенная к экватору, а южный полюс представляет собой нечеткое пятно. Последнее тут же получило неформальное название «большое синее». По мнению специалистов, такая хаотичность магнитного поля, вероятно, связана с неоднородной и сложной структурой ядра.
Радиационные пояса
Было выявлено, что интенсивность радиации в этих специфичных участках пространства на порядок ниже предполагаемой. Не меньшей неожиданностью стало наличие дополнительного радиационного пояса, расположенного близко к поверхности облаков. Оказалось, что источник слоя излучающих атомов – многочисленные активные вулканы Ио, ближайшего крупного спутника.
Фотографические откровения
Камере JCM посчастливилось заснять несколько полярных сияний и множество юпитерианских молний. Первые поразили своей сложной структурой, а накопленная статистика по вторым позволила установить, что электрическая активность характерна для полюсов. Здесь конвекция рождает мощнейшие грозы, а на экваторе атмосферу успокаивает солнечное излучение.
Камера — далеко не основной исследовательский инструмент, однако без этого почти телефонного гаджета не удалось бы получить снимков и видеозаписей, на которых запечатлена завораживающая красота космоса. Юнона — космический аппарат, фото Юпитера которого можно, не редактируя, отправлять на выставку современного искусства, словно работы выдающегося художника!
Сравнение скорости Аппарата Юнона с другими объектами
| Юнона | 265 542 км/ч |
| Космический шаттл | 27 359 км/ч |
| Истребитель | 3 540 км/ч |
| Боинг 747 | 966 км/ч |
| Скоростной поезд | 563 км/ч |
| Автомобиль | 160 км/ч |
| Велосипед | 112 км/ч |
| Бегущий человек 🙂 | 24 км/ч |
Зонд продолжает работу
Миссию планировалось завершить в 2021 году, отправив космический аппарат вглубь газового гиганта – превентивная мера, чтобы исключить риск загрязнения потенциально существующих внеземных биоэкосистем на галилеевых спутниках земными микроорганизмами. Но Юнона хорошо сохранилась, отчасти благодаря тому, что ресурс конструкции рассчитывали на прохождения радиационных поясов с гораздо большими показателями интенсивности излучения.
Зонд с безупречно функционирующими приборами останется на орбите вплоть до 2025 г, продолжая научно-исследовательскую программу. Юноне предстоит совершить 44 дополнительных витка вокруг планеты. Это даст возможность еще подробнее присмотреться к структуре полярных ураганов и дополнить статистические данные о ранее не наблюдавшихся сегментах магнитосферы.
В ходе движения по юпитерианской орбите ожидаются близкие прохождения рядом со спутниками газового гиганта. Команда Юноны надеется, что такие сближения:
- позволят создать подробные карты поверхностей;
- измерить мощность ледового щита на Европе;
- помогут оценить величину приливных сил, действующих на Ио, и проверить гипотезу о существовании расплавленного магматического океана в недрах этого усеянного вулканами небесного тела.
Новые данные начнут поступать не сразу: сказывается узость канала связи и необходимость обработки уже переданного материала. И это без учета всей той информации, что уже удалось собрать! Ах, да! Получилось измерить глубину Большого Красного Пятна, что поможет уточнить модели формирования. Этот гигантский шторм проникает в толщу Юпитера в среднем на 350 километров.
