Jupiter nie je len najväčšia a najhmotnejšia planéta našej slnečnej sústavy. V mnohých ohľadoch je rekordérom. Jupiter má teda najsilnejšie magnetické pole spomedzi planét, vyžaruje v oblasti röntgenového žiarenia a má mimoriadne zložitú atmosféru. Planetológovia prejavujú veľký záujem o túto planétu, pretože je ťažké preceňovať úlohu Jupitera v histórii slnečnej sústavy, ako aj v jej súčasnosti a budúcnosti.
Kozmická loď Juno, ktorá k obrej planéte dorazila v roku 2016 a momentálne je na výskumnom programe na obežnej dráhe okolo Jupitera, má pomôcť vedcom vyriešiť mnohé z jej záhad.
Začiatok misie
Prípravu na expedíciu tejto automatickej sondy k Jupiteru vykonala NASA v rámci programu New Frontiers, zameraného na komplexné štúdium niekoľkých objektov mimoriadneho záujmu slnečnej sústavy. „Juno“sa stala druhou misiou v rámci tohto projektu. Začala 5augusta 2011 a po takmer piatich rokoch strávených na ceste úspešne vstúpil na obežnú dráhu okolo Jupitera 5. júla 2016.
Názov stanice, ktorá smerovala na planétu nesúcu meno najvyššieho božstva rímskej mytológie, nebol zvolený len na počesť manželky „kráľa bohov“: má určitú konotáciu. Podľa jedného z mýtov sa cez závoj mrakov, ktorými Jupiter zahaľoval svoje neslušné činy, mohla pozerať iba Juno. Priradením mena Juno kozmickej lodi vývojári identifikovali jeden z hlavných cieľov misie.
Probe Tasks
Planetológovia majú na Jupiter veľa otázok a odpovede na ne závisia od splnenia vedeckých úloh pridelených automatickej stanici. V závislosti od predmetu štúdia môžu byť tieto úlohy spojené do troch hlavných komplexov:
- Štúdia atmosféry Jupitera. Vycibrené zloženie, štruktúra, teplotné charakteristiky, dynamika prúdenia plynu v hlbokých vrstvách atmosféry nachádzajúcich sa pod viditeľnými mrakmi - to všetko veľmi zaujíma vedcov, autorov vedeckého programu Juno. Kozmická loď, ktorá ospravedlňuje názov, ktorý jej bol daný, hľadá so svojimi prístrojmi ďalej, ako to bolo doteraz možné.
- Štúdium magnetického poľa a magnetosféry obra. V hĺbke viac ako 20 tisíc km, pri kolosálnych tlakoch a teplotách, sú obrovské masy vodíka v stave tekutého kovu. Prúdy v ňom vytvárajú silné magnetické pole a znalosť jeho vlastností je dôležitá pre objasnenie štruktúry planéty a histórie jej formovania.
- Štúdium podrobností o štruktúre gravitačného poľa je potrebné aj pre planetárnych vedcov, aby vytvorili presnejší model štruktúry Jupitera. Umožní nám to spoľahlivejšie posúdiť hmotnosť a veľkosť najhlbších vrstiev planéty vrátane jej pevného vnútorného jadra.
Vedecké vybavenie Juno
Konštrukcia kozmickej lode umožňuje niesť množstvo nástrojov určených na riešenie vyššie uvedených problémov. Patria sem:
- Magnetometrický komplex MAG, zložený z dvoch magnetometrov a sledovača hviezd.
- Vesmírny segment zariadení na gravitačné merania Gravity Science. Druhý segment sa nachádza na Zemi, samotné merania sa vykonávajú pomocou Dopplerovho javu.
- MWR mikrovlnný rádiometer na štúdium atmosféry vo veľkých hĺbkach.
- Ultrafialový spektrograf UVS na štúdium štruktúry polárnej žiary Jupitera.
- JADE nástroj na stanovenie distribúcie nízkoenergetických nabitých častíc v polárnych žiarach.
- JEDI vysokoenergetický detektor distribúcie iónov a elektrónov.
- Detektor plazmových a rádiových vĺn v magnetosfére planéty Waves.
- Infračervená kamera JIRAM.
- Kamera s optickým dosahom JunoCam umiestnená na Juno hlavne na demonštračné a vzdelávacie účely pre širokú verejnosť. Tento fotoaparát nemá žiadne špeciálne úlohy vedeckého charakteru.
Dizajnové funkcie a špecifikácie "Juno"
Svetová hmotnosť kozmickej lode bola 3625 kg. Z toho len asi 1600 kg pripadá na podiel samotnej stanice, zvyšok hmoty – palivo a okysličovadlo – sa spotrebuje počas misie. Okrem hnacieho motora je zariadenie vybavené štyrmi orientačnými modulmi motora. Sonda je napájaná tromi 9-metrovými solárnymi panelmi. Priemer prístroja bez ich dĺžky je 3,5 metra.
Celkový výkon solárnych panelov na obežnej dráhe okolo Jupitera do konca misie by mal byť aspoň 420 wattov. Okrem toho je Juno vybavená dvoma lítium-iónovými batériami, ktoré ju napájajú, keď je stanica v tieni Jupitera.
Vývojári vzali do úvahy špeciálne podmienky, v ktorých bude musieť Juno pracovať. Charakteristiky kozmickej lode sú prispôsobené podmienkam dlhodobého pobytu v silných radiačných pásoch obrovskej planéty. Zraniteľná elektronika väčšiny nástrojov je umiestnená v špeciálnom kubickom titánovom oddelení, chránenom pred žiarením. Hrúbka jeho stien je 1 cm.
Nezvyčajní „cestujúci“
Stanica nesie tri hliníkové figúrky mužov v štýle Lego zobrazujúce starorímskych bohov Jupitera a Juno, ako aj objaviteľa satelitov planéty Galilea Galileiho. Títo „pasažieri“, ako vysvetľuje personál misie, išli na Jupiter, aby pritiahli pozornosť mladšej generácie na vedu a techniku, aby zaujali deti v prieskume vesmíru.
Veľký Galileo je na palube a na portréte na špeciálnej doske, ktorú poskytla Talianska vesmírna agentúra. Nesie tiež fragment listu napísaného vedcom začiatkom roku 1610, kde prvýkrát spomína pozorovanie satelitov planéty.
Portréty Jupitera
Kamera JunoCam, hoci nenesie vedeckú záťaž, dokázala skutočne osláviť kozmickú loď Juno celému svetu. Fotografie obrovskej planéty nasnímané s rozlíšením až 25 km na pixel sú úžasné. Nikdy predtým ľudia nevideli nádhernú a hrozivú krásu Jupiterových oblakov tak podrobne.
Zemepisné oblačné pásy, hurikány a víry mohutnej jupiterskej atmosféry, gigantická anticyklóna Veľkej červenej škvrny – to všetko zachytila optická kamera Juno. Snímky Jupitera z kozmickej lode umožnili vidieť polárne oblasti planéty, ktoré sú neprístupné pre teleskopické pozorovania zo Zeme a blízkej obežnej dráhy Zeme.
Niektoré vedecké výsledky
Misia dosiahla pozoruhodný vedecký pokrok. Tu je len niekoľko:
- Bola stanovená asymetria gravitačného poľa Jupitera spôsobená zvláštnosťami rozloženia atmosférických tokov. Ukázalo sa, že hĺbka, do ktorej sa tieto pásy rozprestierajú, viditeľná na disku Jupitera, dosahuje 3000 km.
- Bola objavená zložitá štruktúra atmosféry polárnych oblastí charakterizovaná aktívnymi turbulentnými procesmi.
- Vykonali sa merania magnetického poľa. Ukázalo sa, že je rádovo vyšší ako najsilnejší pozemskýmagnetické polia prírodného pôvodu.
- Bola zostavená trojrozmerná mapa Jupiterovho magnetického poľa.
- Nasnímané podrobné snímky polárnej žiary.
- Boli prijaté nové údaje o zložení a dynamike Veľkej červenej škvrny.
Toto nie sú všetky úspechy Juno, ale vedci dúfajú, že s tým získajú ešte viac informácií, pretože misia stále prebieha.
Budúcnosť Juno
Misia mala pôvodne trvať do februára 2018. Potom sa NASA rozhodla predĺžiť pobyt stanice v blízkosti Jupitera do júla 2021. Počas tejto doby bude pokračovať v zhromažďovaní a odosielaní nových údajov na Zem a bude pokračovať vo fotografovaní Jupitera.
Na konci misie bude stanica poslaná do atmosféry planéty, kde zhorí. S takýmto koncom sa počíta preto, aby sa v budúcnosti zabránilo pádu na niektorý z veľkých satelitov a prípadnej kontaminácii jeho povrchu pozemskými mikroorganizmami z Juno. Kozmická loď má pred sebou ešte dlhú cestu a vedci rátajú s bohatou vedeckou „úrodou“, ktorú im Juno prinesie.
