Jupiter, najväčšia planéta slnečnej sústavy bola v minulosti skúmaná preletovými sondami Voyager a Pioneer. O podrobnejší prieskum planéty a jej mesiacov sa podpísala hlavne sonda Galileo, ktorá na obežnej dráhe Jupitera zotrvala osem rokov. Avšak ani sonda Galileo neodhalila všetky tajomstvá masívnej planéty a vzniku slnečnej sústavy. V súčasnosti má NASA v pláne vniesť viac svetla do teórie vzniku nášho systému skúmaním Jupitera prostredníctvom nového projektu nazvaného Juno.Juno je misia určená na podrobný prieskum planéty Jupiter. Obsahuje prístroje, ktoré umožnia preniknúť hustou atmosférou planéty a získať tak mimoriadne dôležité informácie o procesoch prebiehajúcich nie len v atmosfére, ale takisto v jadre a plášťoch planéty. Hlavným cieľom misie je pochopiť vznik a evolúciu plynnej obálky a tým prispieť k chápaniu vzniku planetárnych systémov.
Hlavným zdrojom energie sondy bude slnečná energia. Bude merať gravitačné a magnetické pole planéty, zloženie atmosféry. Na palube sondy sa nachádza veľmi citlivý rádiometer, magnetometer a prístroje na štúdium gravitačných vĺn. Obežná dráha sondy bude polárna, aby bolo možné podrobne skúmať práve polárne žiary a magnetické pole. Plánovaná dĺžka misie je jeden rok a počas tohto obdobia by mala vykonať 33 obehov, pričom každý obeh by trval približne jedenásť dní. Takže z 3. Keplerovho zákona vyplýva, že veľká poloos sondy bude vo vzdialenosti 1.425×10^6 kilometrov od stredu planéty.
Obrázok 1: Grafikova predstava: Juno pri planéte Jupiter
Hlavnou témou štúdia bude pre Juno:
- Pôvod
- Vnútorná štruktúra
- Atmosféra
- Polárna magnetosféra
Pôvod: kremičitanové jadro Jupitera a prítomnosť pevných prvkov v atmosfére planéty robí z Jupitera ideálny objekt pre pochopenie vzniku obrích planét. Juno bude merať prítomnosť ťažkých prvkov v atmosfére planéty. Myslia sa stopové množstvá kyslíku, dusíku mapovaním gravitačného poľa a používaním mikrovlných prístrojov na zisťovanie prítomnosti vodnej pary a metánu.
Vnútorná štruktúra: Juno bude mapovať gravitačné a magnetické polia planéty, odhaľujúc vnútornú stavbu, pôvod magnetického poľa, obsah jadra, podstatu konvenkčného prúdenia a prítomnosť vody.
Atmosféra: Jupiter má najhmotnejšiu a zároveň najobjemnejšiu atmosféru zo všetkých planét slnečnej sústavy. Prvý krát spomedzi všetkých sond bude schopný meraním zmien teploty, nepriehľadnosti oblačnosti, dynamiky rotácie do tlaku až 100 barov vo všetkých zemepisných šírkach stanovovať globálnu štruktúru a dynamiku atmosféry pod vrcholkami mrakov.
Magnetosféra: Jupiterova silná magnetosféra vytvára najjasnejšie polárne žiare v slnečnej sústave. Ďalej bude mať Juno za cieľ merať rozloženie nabitých častíc, ich polia a súbežné meranie UV emisií v polárnej oblasti magnetosféry výrazne zlepší naše chápanie tohto pozoruhodného javu.
Vedecké zariadenia na sonde:
- Gravitačný experiment (GS = Gravity Science) gravitačné pole Jupitera je študované pomocou analýzy signálu vysielaného komunikačným subsystémom sondy a deformované Dopplerovým efektom.
- Šesť kanálový mikrovlnný rádiometer [MWR = microwave radiometer] pre sondovanie atmosféry a jej zloženia.
- Magnetometer [MAG = magnetometer] pozostáva z dvoch zariadení: zameriavacieho zariadenia ASC [Advanced Stellar Compass], ktoré meria presnú orientáciu magnetometru voči hviezdam a dvoch indukčných magnetometrov FGM [Fluxgate Magnetometer], ktoré vypisujú veľkosť a smer magnetického poľa.
- Plazmový experiment [Waves / Plasma Waves Instrument] meria plazmové a rádiové vlny v atmosfére planéty
- Detektor energetických častíc JEDI [Jupiter Energetic-particle Detector Instrument] je sada prístrojov merajúcich energiu a uhlové rozloženie nabitých častíc
- Aurorálny experiment JADE [Jovian Auroral Distributions Experient] – meria rozloženie elektrónov, rýchlosti a zloženie iónov v polárnych žiarách.
- Ultrafialový spektrograf UVS [Ultraviolet Spectrograph]
- Infračervený mapovací spektrometr JIRAM [Jovian Infrared Auroral Mapper] má za úlohu robiť a zhromažďovať infračervené snímky Jupitera
- Kamera JunoCam – farebná kamera určená k fotografovaniu hornej vrstvy oblakov vo viditeľnej časti spektra. Mala by prvý krát podrobne mapovať póly planéty.
Obrázok 2: Zariadenia na sonde
Stabilizácia sondy:
Pre Juno bola zvolená overená stabilizácia rotáciou. Krátko po štarte a ešte pred oddelením posledného stupňa rakety a rozložením panelov fotovoltaických článkov, bude sonda roztočená raketovými motormi, ktoré sú súčasťou rakety. Na obežnej dráhe okolo Jupitera sa pri každom obehu mierne zmení orientácia rotačnej osi tak, aby vedecké prístroje zakaždým mierili do iného smeru. Rýchlosť otáčania je 3 ot/min.
Slnečná energia:
V oblasti, v ktorej sa bude sonda nachádzať dopadá približne 25 krát menej energie ako je tomu na Zemi. Všetky sondy mieriace do týchto oblastí boli predtým napájané nukleárnymi RTG generátormi. Juno je prvou sondou, ktorá sa bude spoliehať na slnečnú energiu. Kôli malému príkonu, budú solárne panely musieť byť obrovské. Sonda je vybavená tromi krídlami fotovoltaiky. Rozpetie je viac než 20 m. Solárne panely budú po celú dobu misie, s výnimkou krátkeho intervalu niekoľkých minút pri gravitačnom manévri pri Zemi, nepretržite ožiarené Slnkom. Pred štartom budú kôli umiestneniu pod aerodynamický kryt zložené na štyri časti.
Moderné články majú o 50% vyššiu účinnosť a sú odoľnejšie proti radiácii než predchádzajúce kremíkové články. Energetické nároky na činnosť sondy nie sú vysoké. Vrchol príkonu kôli vedeckému pozorovaniu nastáva na každom obehu len po dobu asi šiestich hodín – vždy pri najväčšom priblížení k planéte. Po celú dobu aktívneho života nebude sonda prelietať tieňom Jupitera.
Plánovaný priebeh:
Sonda by mala štartovať v Auguste roku 2011 a na obežnú dráhu ju vynesie raketa Atlas V-551 z Mysu Canaveral na Floride. Na ceste bude využitá jeden krát gravitácia Zeme v októbri 2013 a potom sa už sonda vydá priamo k Jupiteru, ku ktorému doletí v Auguste 2016. Sonda vykoná celkom 32 obletov okolo Jupitera. Najmenšia vzdialenosť od mrakov bude 4800 km, z čoho vyplýva, že obežná dráha sondy bude veľmi eliptická.
Zdroje:
http://www.nasa.gov/mission_pages/juno/spacecraft/index.html
http://newfrontiers.nasa.gov/missions_juno.html