Космический аппарат «Юнона»: характеристики, цели и фото

Космический аппарат «Юнона»: характеристики, цели и фото

Юпитер - это не просто самая большая и массивная планета, которая является частью нашей Солнечной системы. Он является рекордсменом во многих отношениях. Итак, Юпитер обладает самым мощным магнитным полем среди планет, излучает в рентгеновском диапазоне и имеет чрезвычайно сложную атмосферу. Планетологи проявляют большой интерес к этой планете, так как трудно переоценить роль Юпитера в истории Солнечной системы, а также в ее настоящем и будущем. Космический аппарат Juno, который достиг гигантской планеты в 2016 году и в настоящее время проводит исследовательскую программу на орбите возле Юпитера, призван помочь ученым решить многие из ее загадок.

Старт миссии

Подготовка экспедиции этого автоматического зонда к Юпитеру осуществлялась НАСА в рамках программы New Frontiers, ориентированной на комплексное изучение нескольких объектов Солнечной системы, представляющих особый интерес. Юнона стала второй миссией в рамках этого проекта. Он стартовал 5 августа 2011 года и, проведя в пути почти пять лет, 5 июля 2016 года успешно вышел на орбиту вокруг Юпитера.

Старт миссии Юнона

Название станции, отправившейся на планету, носящую имя верховного божества римской мифологии, было выбрано не в честь жены “царя богов": оно имеет определенный оттенок. Согласно одному из мифов, только Юнона могла проникнуть взглядом сквозь пелену облаков, которыми Юпитер окутывал свои неблаговидные поступки. Присвоив космическому аппарату имя Юнона, разработчики тем самым обозначили одну из главных целей миссии.

Задачи зонда

У планетологов есть много вопросов к Юпитеру, и ответы на них зависят от выполнения научных задач, поставленных перед автоматической станцией. В зависимости от объекта исследования, эти задачи можно объединить в три основных комплекса:

  1. Изучение юпитерианской атмосферы. Уточненный состав,структура, температурные характеристики, динамика газовых потоков в глубоких слоях атмосферы, расположенных ниже видимых облаков, - все это чрезвычайно интересует ученых, авторов научной программы Juno. Космический аппарат, оправдывая данное ему название, смотрит своими приборами дальше, чем это было возможно до сих пор.
  2. Изучение магнитного поля и магнитосферы гиганта. На глубине более 20 тыс. км, при огромных давлениях и температурах, огромные массы водорода находятся в состоянии жидкого металла. Токи в нем генерируют мощное магнитное поле, и знание его особенностей важно для выяснения строения планеты и истории ее формирования.
  3. Изучение структуры гравитационного поля также необходимо планетологам для построения более точной модели строения Юпитера. Это позволит более уверенно судить о массе и размерах самых глубоких слоев планеты, включая ее твердое внутреннее ядро.
Космический аппарат Юнона собран

Научное оборудование «Юноны»

Конструкция космического аппарата предусматривает проведение ряда устройств, предназначенных для решения указанных выше задач. К ним относятся:

  • Магнитометрический комплекс MAG, составленный из двух магнитометров и звездного датчика.
  • Космический сегмент аппаратуры для гравитационных измерений Gravity Science. Второй сегмент расположен на Земле, сами же измерения проводятся с использованием эффекта Допплера.
  • Микроволновый радиометр MWR для изучения атмосферы на больших глубинах.
  • Ультрафиолетовый спектрограф UVS для исследования структуры полярных сияний Юпитера.
  • Инструмент JADE для фиксации распределения заряженных частиц малых энергий в полярных сияниях.
  • Детектор распределения высокоэнергетических ионов и электронов JEDI.
  • Детектор плазменных и радиоволн в магнитосфере планеты Waves.
  • Камера инфракрасного диапазона JIRAM.
  • Камера оптического диапазона JunoCam, размещенная на «Юноне» главным образом в демонстрационно-образовательных целях для широкой публики. Специальных задач научного характера эта камера не имеет.

Особенности конструкции и технические характеристики «Юноны»

Космический аппарат имел стартовую массу 3625 кг. Из них только около 1600 кг приходится на долю самой станции, остальная масса - топливо и окислитель - расходуется во время полета. Помимо маршевого двигателя, устройство оснащено четырьмя модулями ориентации двигателей. Зонд питается от трех 9-метровых солнечных панелей. Диаметр аппаратов, без учета их длины, составляет 3,5 метра.

Юнона раскрывает солнечные панели

Общая мощность солнечных батарей на орбите Юпитера к концу миссии должна составить не менее 420 Вт. Кроме того, Юнона оснащена двумя литий-ионными батареями для питания в то время, когда станция находится в тени Юпитера.

Разработчики учли особые условия, в которых "Юноне" придется работать. Характеристики космического аппарата адаптированы к условиям длительного пребывания в пределах мощных радиационных поясов гигантской планеты. Уязвимая электроника большинства приборов размещена в специальном кубическом титановом отсеке, защищенном от излучения. Толщина его стенок составляет 1 см.

Необычные «пассажиры»

Станция несет на борту три алюминиевые фигурки людей в стиле Лего, изображающие древнеримских богов Юпитера и Юнону, а также первооткрывателя лун планеты - Галилео Галилея. Эти "пассажиры", как объясняют сотрудники миссии, отправились на Юпитер, чтобы привлечь внимание подрастающего поколения к науке и технике, заинтересовать детей освоением космоса.

Фигурки на борту Юноны

Великий Галилей присутствует на борту и на портрете, помещенном на специальную табличку, предоставленную Итальянским Космическим Агентством. Он также содержит фрагмент письма, написанного ученым в начале 1610 года, где он впервые упоминает наблюдение планетных спутников.

Портреты Юпитера

Камера JunoCam, хотя и не несет научной нагрузки, смогла по-настоящему прославить космический аппарат Juno на весь мир. Фотографии гигантской планеты, сделанные с разрешением до 25 км на пиксель, поражают воображение. Никогда прежде люди не видели великолепной и грозной красоты облаков Юпитера в таких подробностях.

Широтные пояса облаков, ураганы и вихри мощной юпитерианской атмосферы, гигантский антициклон с Большим Красным Пятном - все это было запечатлено оптической камерой Juno. Снимки Юпитера с космического аппарата позволили увидеть полярные области планеты, недоступные для телескопических наблюдений с Земли и околоземной орбиты.

Снимок облаков Юпитера

Некоторые научные результаты

Миссия достигла впечатляющих научных успехов. Вот лишь некоторые из них:

  • Установлена асимметрия поля тяготения Юпитера, вызываемая особенностями распределения атмосферных потоков. Выяснилось, что глубина, на которую простираются эти полосы, видимые на диске Юпитера, достигает 3000 км.
  • Открыта сложная структура атмосферы полярных районов, отличающаяся активными турбулентными процессами.
  • Проведены измерения магнитного поля. Оно оказалось на порядок выше самых сильных земных магнитных полей естественного происхождения.
  • Построена трехмерная карта юпитерианского магнитного поля.
  • Получены подробные снимки полярных сияний.
  • Получены новые данные о составе и динамике Большого Красного Пятна.

Это далеко не все достижения «Юноны», но ученые надеются получить с ее помощью еще больше информации, ведь миссия до сих пор продолжается.

Юнона исследует полярное сияние

Будущее «Юноны»

Изначально планировалось, что миссия будет работать до февраля 2018 года. Тогда НАСА решило продлить пребывание станции вблизи Юпитера до июля 2021 года. Все это время она будет продолжать собирать и отправлять на Землю новые данные, а также продолжать фотографировать Юпитер. По окончании миссии станция будет отправлена в атмосферу планеты, где и сгорит. Такой финал призван избежать падения в будущем на любой из крупных спутников и возможного загрязнения его поверхности наземными микроорганизмами с Юноны. У космического корабля еще много времени впереди, и ученые рассчитывают на богатый научный “урожай”, который принесет им Юнона.