Sonda Juno na orbicie Jowisza - co wiemy o tej misji?

Dnia 5 sierpnia 2011 roku swoją misję rozpoczęła sonda Juno. Dzięki wykorzystaniu rakiety Atlas V znalazła się ona na orbicie wokółsłonecznej, a następnie po prawie 5 latach od startu osiągnęła polarną orbitę planety Jowisz. To właśnie ten gazowy olbrzym był głównym celem bezzałogowej misji statku kosmicznego Juno.

Sonda kosmiczna Juno na orbicie wokół Jowisza [wizja artystyczna]. Źródło ilustracji: NASA.gov.

Jakie informacje znajdziemy w publikacji?

Główne cele misji sondy Juno

Podczas 5-letniej misji statek kosmiczny Juno ma za zadanie dostarczyć informacje, które pomogą lepiej zrozumieć historię powstania oraz ewolucję planety Jowisz, a także dokładniej poznać procesy zachodzące w jej wnętrzu. Główny cel to m.in. przyjrzenie się grawitacji oraz polu magnetycznemu tego ciała niebieskiego, jak również dokładna analiza dynamiki i składu atmosfery.

W tym czasie łącznie sonda Juno wykona 34 okrążenia planety, po czym w lipcu 2021 roku ma dojść do kontrolowanego stracenia w warstwach atmosfery tego gazowego olbrzyma.

Planowane zadania sondy Juno w czasie 5-letniej misji:

zbadanie warstw atmosfery pod kątem jej składu i procentowego występowania wody oraz amoniaku,
zwrócenie szczególnej uwagi na zmiany zachodzące w poszczególnych warstwach atmosfery, ze szczególnym uwzględnieniem wahań temperatury, ciśnienia czy też stopnia przenikalności występujących tam obłoków w postaci pasów lub plam,
określenie struktury oraz pomiaru wahań pola magnetycznego planety, a także sporządzenie mapy na podstawie wykonanych pomiarów,
oddziaływanie wewnętrznej grawitacji Jowisza w związku z charakterystycznym występowaniem w gazowych olbrzymach zjawiskiem rotacji różnicowej (zmienność poruszania się różnych stref planety poprzez uzyskiwanie odbiegających od siebie prędkości kątowych),
obserwowanie zjawiska zorzy polarnej oraz zbadanie struktury biegunowej magnetosfery.

Zobacz również: Niezwykła koniunkcja Jowisza i Saturna z 21 grudnia 2020

Budowa sondy Juno

Do wykonania kadłuba tego bezzałogowego statku kosmicznego wykorzystano materiały kompozytowe z włókna węglowego, jego zaprojektowana forma ma sześciokątny kształt (graniastosłup z rozmiarami 3,5 m x 3,5 m) oraz konstrukcję dwupokładową. Cechą charakterystyczną są trzy duże układy paneli fotowoltaicznych (pojedyncze skrzydło na długość 8,9 metra i szerokość 2,65 metra), które rozmieszczone są symetrycznie wokół kadłuba sondy.

Zadbano o odpowiednie zabezpieczenie elementów sterujących, które pokryte zostały ściankami tytanowymi o grubości 1 cm, celem ich ochrony przed szkodliwym działaniem promieniowania jonizującego. Skrzynka ze sterownikami oraz aparaturą umożliwiającą sterowanie instrumentami znajduje się w górnej części kadłuba, a jej wymiary to 0,8 x 0,8 x 0,6 metra.

Wraz ze wszystkimi przyrządami oraz paliwem niezbędnym do osiągnięcia orbity podczas startu masa statku kosmicznego Juno wynosiła ponad 3,5 tony. W późniejszej fazie lotu i orbitowania wokół Jowisza wykorzystuje ona i będzie wykorzystywała dalej energię zmagazynowaną dzięki panelom fotowoltaicznym, utrzymanie odpowiedniej trajektorii obiegowej umożliwi również asysta grawitacyjna Jowisza.

Zobacz również: Nieregularny księżyc Amaltea – co wiemy o wewnętrznym naturalnym satelicie Jowisza?

Popularne zestawienia sprzętu do obserwacji

Procedura zbierania informacji przez sondę Juno

Duże możliwości sonda Juna zawdzięcza nie tylko samej konstrukcji kadłuba oraz skrzydeł w postaci paneli fotowoltaicznych, ale przede wszystkim licznym instrumentom znajdującym się na pokładzie – łącznie mamy 9 przyrządów pomiarowych, które zostały wyposażone łącznie w 29 sensorów, których zadaniem jest zbieranie informacji:

o polu grawitacyjnych – do tego zadania wykorzystywany jest system pomiarowy Gravity Science do m.in. zbadania reakcji jądra Jowisza na oddziaływanie jego księżyców czy też efektu rotacji różnicowej planety;
o zorzach polarnych – do obserwacji zmian zachodzących w obszarach występowania zorzy polarnej zastosowano detektory JADE, spektrografy UVS oraz kamery i spektrometry podczerwieni JIRAM;
o samej atmosferze – kamera JunoCam do obserwacji stref występowania chmur, zestaw radiometrów MWR do badania głębszych struktur atmosfery;
o magnetosferze – umieszczone na panelach fotowoltaicznych magnetometry MAG oraz anteny Waves do obserwacji zmian zachodzących w polu magnetycznym i elektrycznym planety