Jupiter není jen největší a nejhmotnější planeta v naší sluneční soustavě. V mnoha ohledech je rekordmanem. Jupiter má tedy nejsilnější magnetické pole mezi planetami, vyzařuje v oblasti rentgenového záření a má extrémně složitou atmosféru. Planetologové projevují o tuto planetu velký zájem, protože je obtížné přeceňovat roli Jupiteru v historii sluneční soustavy, stejně jako v její současnosti a budoucnosti.
Sonda Juno, která k obří planetě dorazila v roce 2016 a v současné době je na výzkumném programu na oběžné dráze kolem Jupiteru, má vědcům pomoci vyřešit mnoho jejích záhad.
Začátek mise
Přípravu na expedici této automatické sondy k Jupiteru provedla NASA v rámci programu New Frontiers, zaměřeného na komplexní studium několika objektů zvláštního zájmu sluneční soustavy. „Juno“se stala druhou misí v rámci tohoto projektu. Začala 5srpna 2011 a poté, co strávil téměř pět let na cestě, úspěšně vstoupil na oběžnou dráhu kolem Jupiteru 5. července 2016.
Název stanice, která se vydala na planetu nesoucí jméno nejvyššího božstva římské mytologie, nebyl zvolen pouze na počest manželky „krále bohů“: má určitou konotaci. Podle jednoho z mýtů se jen Juno mohla dívat přes závoj mraků, kterými Jupiter zahalil své neslušné činy. Přidělením jména Juno vesmírné lodi vývojáři identifikovali jeden z hlavních cílů mise.
Probe Tasks
Planetologové mají na Jupiter spoustu otázek a odpovědi na ně závisí na splnění vědeckých úkolů přidělených automatické stanici. V závislosti na předmětu studia lze tyto úkoly kombinovat do tří hlavních komplexů:
- Studie atmosféry Jupiteru. Vytříbené složení, struktura, teplotní charakteristiky, dynamika proudění plynů v hlubokých vrstvách atmosféry umístěných pod viditelnými mraky - to vše je velmi zajímavé pro vědce, autory vědeckého programu Juno. Kosmická loď, což ospravedlňuje jméno, které jí bylo přiděleno, hledá se svými přístroji dále, než bylo dosud možné.
- Studie magnetického pole obra a magnetosféry. V hloubce více než 20 tisíc km, při kolosálních tlacích a teplotách, jsou obrovské masy vodíku ve stavu tekutého kovu. Proudy v něm vytvářejí silné magnetické pole a znalost jeho vlastností je důležitá pro objasnění struktury planety a historie jejího vzniku.
- Studium podrobností o struktuře gravitačního pole je také nezbytné pro planetární vědce k sestavení přesnějšího modelu struktury Jupiteru. Umožní nám to jistěji posoudit hmotnost a velikost nejhlubších vrstev planety, včetně jejího pevného vnitřního jádra.
Vědecké vybavení Juno
Konstrukce kosmické lodi umožňuje nést řadu nástrojů určených k řešení výše uvedených problémů. Patří mezi ně:
- Magnetometrický komplex MAG, složený ze dvou magnetometrů a sledovače hvězd.
- Vesmírný segment zařízení pro gravitační měření Gravity Science. Druhý segment se nachází na Zemi, samotná měření jsou prováděna pomocí Dopplerova jevu.
- MWR mikrovlnný radiometr pro studium atmosféry ve velkých hloubkách.
- Ultrafialový spektrograf UVS ke studiu struktury Jupiterových polárních září.
- JADE nástroj pro stanovení distribuce nízkoenergetických nabitých částic v polárních zářích.
- JEDI vysokoenergetický detektor distribuce iontů a elektronů.
- Detektor plazmových a rádiových vln v magnetosféře planety Waves.
- Infračervená kamera JIRAM.
- Kamera optického dosahu JunoCam umístěná na Juno hlavně pro demonstrační a vzdělávací účely pro širokou veřejnost. Tento fotoaparát nemá žádné speciální úkoly vědecké povahy.
Konstrukční vlastnosti a specifikace "Juno"
Kosmická loď měla startovací hmotnost 3625 kg. Z toho jen asi 1600 kg připadá na podíl samotné stanice, zbytek hmoty – palivo a okysličovadlo – se spotřebuje během mise. Kromě pohonného motoru je zařízení vybaveno čtyřmi orientačními moduly motoru. Sonda je napájena třemi 9metrovými solárními panely. Průměr zařízení, bez jejich délky, je 3,5 metru.
Celkový výkon solárních panelů na oběžné dráze kolem Jupiteru na konci mise by měl být alespoň 420 wattů. Kromě toho je Juno vybavena dvěma lithium-iontovými bateriemi pro napájení, když je stanice ve stínu Jupiteru.
Vývojáři vzali v úvahu speciální podmínky, ve kterých bude muset Juno pracovat. Charakteristiky kosmické lodi jsou přizpůsobeny podmínkám dlouhého pobytu v silných radiačních pásech obří planety. Zranitelná elektronika většiny přístrojů je umístěna ve speciálním kubickém titanovém prostoru, chráněném před zářením. Tloušťka jeho stěn je 1 cm.
Neobvyklí "cestující"
Stanice nese tři hliníkové figurky mužů ve stylu Lega znázorňující starořímské bohy Jupiter a Juno a také objevitele planetárních satelitů Galilea Galileiho. Tito „pasažéři“, jak vysvětluje personál mise, šli na Jupiter, aby přitáhli pozornost mladší generace k vědě a technice, aby zaujali děti v průzkumu vesmíru.
Velký Galileo je na palubě a na portrétu na speciální desce poskytnuté Italskou kosmickou agenturou. Nese také fragment dopisu napsaného vědcem na počátku roku 1610, kde se poprvé zmiňuje o pozorování satelitů planety.
Portréty Jupitera
Cam JunoCam, i když nenese vědeckou zátěž, dokázal skutečně oslavit vesmírnou loď Juno před celým světem. Fotografie obří planety pořízené s rozlišením až 25 km na pixel jsou úžasné. Nikdy předtím lidé neviděli velkolepou a hrozivou krásu Jupiterových mraků tak podrobně.
Šířkové oblačné pásy, hurikány a víry mohutné jupiterské atmosféry, gigantická anticyklóna Velké rudé skvrny – to vše zachytila optická kamera Juno. Snímky Jupitera ze sondy umožnily vidět polární oblasti planety, které jsou pro teleskopická pozorování ze Země a blízké oběžnice Země nedostupné.
Některé vědecké výsledky
Mise dosáhla působivého vědeckého pokroku. Zde je jen několik:
- Byla zjištěna asymetrie gravitačního pole Jupiteru způsobená zvláštnostmi rozložení atmosférických toků. Ukázalo se, že hloubka, do které se tyto pásy rozprostírají, viditelná na disku Jupiteru, dosahuje 3000 km.
- Byla objevena složitá struktura atmosféry polárních oblastí, charakterizovaná aktivními turbulentními procesy.
- Byla provedena měření magnetického pole. Ukázalo se, že je o řád vyšší než nejsilnější pozemskýmagnetická pole přírodního původu.
- Byla vytvořena trojrozměrná mapa Jupiterova magnetického pole.
- Pořízené podrobné snímky polární záře.
- Byla přijata nová data o složení a dynamice Velké rudé skvrny.
Toto nejsou všechny úspěchy Juno, ale vědci doufají, že díky tomu získají ještě více informací, protože mise stále pokračuje.
Budoucnost Juno
Mise měla původně probíhat do února 2018. Poté se NASA rozhodla prodloužit pobyt stanice poblíž Jupiteru do července 2021. Během této doby bude pokračovat ve shromažďování a odesílání nových dat na Zemi a bude pokračovat ve fotografování Jupiteru.
Na konci mise bude stanice vyslána do atmosféry planety, kde shoří. S takovým koncem se počítá proto, aby se v budoucnu zabránilo pádu na některý z velkých satelitů a případné kontaminaci jeho povrchu pozemskými mikroorganismy z Juno. Kosmická loď má před sebou ještě dlouhou cestu a vědci počítají s bohatou vědeckou „úrodou“, kterou jim Juno přinese.
