Для ученых и поклонников Юпитера (таких как я) настоящий финал четвертого июля состоялся немного позже официального фейерверка. В понедельник в 8:53 вечера по тихоокеанскому времени группа ученых НАСА из Лаборатории реактивного движения в Пасадене, штат Калифорния, взорвалась аплодисментами после того, как космический аппарат НАСА Юно успешно вышел на орбиту вокруг Юпитера. Триумфальное вступление было надолго: мы почти пять лет ждали следующего шанса поближе познакомиться с самой большой планетой в нашей солнечной системе.
Связанный контент
- Юнона в конце концов загорится, чтобы защитить теоретическую жизнь пришельцев
- Следующая остановка: Юпитер
- Вот что произойдет, когда Юнона доберется до Юпитера
- Юнона - самое современное человечество на солнечной энергии
Юнона - девятый космический корабль, увидевший Юпитер близко, но только второй, когда-либо выходивший на орбиту вокруг него. Первым был Galileo, который вращался вокруг Юпитера с 1995 по 2003 год. С тех пор мы сделали несколько замечательных наблюдений благодаря Cassini и New Horizons - у обоих были пролеты Юпитера - но Юнона обещает обеспечить самый интимный взгляд на далекую пока нет системы Jovian.
Основными научными целями Юноны являются изучение атмосферы и магнитосферы Юпитера и исследование его неуловимого внутреннего пространства, чтобы лучше понять, как первоначально образовался газовый гигант. Один из самых больших вопросов, на которые он надеется ответить: есть ли у Юпитера ядро, и если да, то из чего оно сделано? Не случайно, что зонд назван в честь жены римского бога Юпитера (греки называют его Гера и Зевс соответственно). Богиня Юнона могла видеть сквозь облака, Юпитер накидывался вокруг себя, чтобы не дать ей обнаружить его озорство. Юнона НАСА, между тем, оснащена инструментами, которые предназначены для проникновения в густые облачные слои Юпитера и раскрытия мира под ним.
Запущенный в августе 2011 года космический корабль «Юнона» совершил в общей сложности 1740 миллионов миль от Земли до Юпитера, облетел вокруг Солнца полтора раза по пути и получил окончательную гравитационную помощь от Земли в октябре 2013 года. Теперь, почти пять лет спустя, он официально достиг своего конечного пункта назначения. Во время своего прибытия Юнона летала через солнечную систему со скоростью более 150 000 миль в час, что делало ее одним из самых быстрых объектов, созданных человеком.
Замедление космического корабля настолько, чтобы вывести точную орбиту вокруг Юпитера, - задача не из легких. Орбитальная вставка Юпитера (JOI) потребовала, чтобы Юнона выполнила серию почти совершенных автономных маневров в течение трехчасового периода. Сначала космический корабль повернулся на место. Затем он запустил свой главный двигатель в течение 35 минут, уменьшив скорость более чем на 1200 миль в час и позволив Юпитеру захватить его на 53, 5-дневную орбиту.
По словам главного исследователя Скотта Болтона, усложнение и еще большее нервное расстройство заключалось в том, что Юноне пришлось отвернуться от солнца и солнечной энергии, которые она обеспечивает на время ОИ. Хуже того, отворачиваться от Солнца также означало поворачиваться к Юпитеру, а точнее, к кольцу Юпитера - опасному источнику частиц пыли, который мог бы заглушить двигатель Юноны, если бы он получил прямой удар.
Вдобавок ко всему, Юнона работала от батареи в течение большей части процесса - более полутора часов - пока все под контролем миссии задерживали дыхание, ожидая каждого контрольного сигнала с космического корабля, что означало, что все было хорошо. С 6:13 вечера по тихоокеанскому времени до 9:16 вечера по тихоокеанскому времени Юнона переключила все передачи со своей антенны с высоким коэффициентом усиления на антенны со средним и низким коэффициентом усиления, что означало, что она прекратила отправлять подробные данные и вместо этого передавала только тональные сигналы.
Некоторые тональные сигналы воспроизводились через равные промежутки времени для обозначения «номинального статуса», в то время как другие имели определенные частоты и длительности, чтобы сигнализировать о начале или конце запрограммированных событий. Каждый тональный сигнал занимал приблизительно 48 минут, чтобы пройти 540 миллионов миль между Юноной и Землей в это критическое время. «Когда мы получим тон (в конце 35-минутного прожигания JOI), который будет музыкой для моих ушей, потому что это означает, что мы именно там, где мы хотим быть», - сказал Рик Нибаккен, руководитель проекта Juno в JPL, в пресс-конференция в понедельник утром.
В пресс-зале ученые и журналисты следили за сетью Deep Space Network НАСА, которая визуализировала передачу Юноной антенны Голдстоуна НАСА, расположенной в пустыне Мохаве, уверяя нас, что все идет по плану. На пост-орбитальной пресс-конференции по вставке Нибаккен снова говорил о тех тонах: «Сегодня в тонах Юно пела нам, и это была песня совершенства».
Теперь, когда Юнона успешно выполнила свои маневры вставки, она завершит две 53, 5-дневных орбиты и затем перейдет на 14-дневную орбиту, где она останется до конца своей миссии в феврале 2018 года. Во время двух более длинных орбит она проверит все инструменты на борту Юноны, прежде чем они перейдут в официальный научный режим до конца миссии.
После увеличения масштаба прямо на планетного гиганта, Юнона теперь повернула Юпитер на полярную орбиту и удаляется от него. Примерно через 50 дней начнется еще один тщательный подход, когда начнут появляться первые подробные изображения. «Наша официальная фаза сбора научных данных начинается в октябре, но мы нашли способ сбора данных намного раньше, чем это, ”сказал Болтон. «Что, когда вы говорите об одном самом большом планетарном теле в Солнечной системе, это действительно хорошая вещь. Здесь есть на что посмотреть и чем заняться ».
Юнона - захватывающая миссия первых. Это самый дальний космический корабль, работающий на солнечной энергии, отправленный с Земли, и первый, работающий во внешней солнечной системе (все остальные были на атомной энергии). На расстоянии Юпитера от Солнца солнечные батареи Юноны получают только 1/25 солнечного света, который они получают на орбите Земли. Чтобы компенсировать это, каждый из трех солнечных массивов космического корабля имеет площадь 24 кв. Фута, что дает Юноне «размах крыльев» более 65 футов и площадь, близкую к размеру баскетбольной площадки.
Юнона также является первой миссией, предназначенной для выживания и работы в самом сердце радиационных поясов Юпитера, которые лучше всего описываются как земные пояса Ван Аллена на стероидах. На каждой орбите Юнона будет проходить через самые сильные зоны излучения не один, а два раза, пересекая магнитосферу, чтобы получить необходимые ей данные. Чтобы позволить космическому кораблю и его чувствительным инструментам выжить в этой суровой среде, Юнона является первой миссией, которая поместит свои приборы в хранилище из титанового излучения. Без этого необходимого экранирования Юнона получит «радиационный эквивалент 100 миллионов рентгеновских снимков в год», по словам Хайди Беккер, руководителя отдела радиационного мониторинга Юноны.
Даже с титановым хранилищем «электроны с наивысшей энергией будут проникать через (барьер), создавая поток вторичных фотонов и частиц», объяснил Беккер. «Постоянная бомбардировка разрушит атомные связи в электронике Юноны» - и, следовательно, в конечном итоге ограниченное время жизни миссии Юноны. Но сейчас ученые наслаждаются рассветом резиденции Юноны вокруг Юпитера, когда мы делаем еще один шаг по пути, которым Галилей Галилей начал нас более 400 лет назад.
