„Juno” („Juno”) | |
---|---|
Orbiterul polar Juno Jupiter | |
| |
Client | NASA / JPL |
Producător | lockheed martin |
Operator | NASA |
Sarcini | Studiul atmosferei, câmpului magnetic și magnetosferei, structura internă a lui Jupiter , cartografierea vântului |
Satelit | Jupiter |
platforma de lansare | Canaveral SLC-41 |
vehicul de lansare | „Atlas-5” versiunea 551 |
lansa | 5 august 2011, 12:25:00 UTC |
Intrarea pe orbită | 5 iulie 2016 [1] |
Durata zborului | 11,2 ani |
ID COSPAR | 2011-040A |
SCN | 37773 |
Preț | Aproximativ 1 miliard de dolari |
Specificații | |
Greutate | 3625 kg |
Dimensiuni |
3,5 m x 3,5 m sau 20 m cu panouri solare instalate [2] |
Diametru | 3,5 m [3] |
Putere | 420 W |
Surse de alimentare | Trei petale de celule solare din 18.698 de elemente |
mutator | LEROS-1b (principal) |
Elemente orbitale | |
Starea de spirit | 1,6 rad |
apocentrul | 8.100.000 km |
pericentru | 4200 km |
Vitkov pe zi | 1/53,5 cu trecerea la 1/14 de tură (din 19.10.2016) |
Logo-ul misiunii | |
missionjuno.swri.edu | |
Fișiere media la Wikimedia Commons |
Juno (și Juno , din engleză Juno , Jupiter Polar Orbiter ) este stația interplanetară automată a NASA lansată pe 5 august 2011 pentru a explora Jupiter [4] și a devenit al doilea proiect în cadrul programului New Frontier . Nava spațială a intrat pe orbita polară a gigantului gazos pe 5 iulie 2016; Juno a devenit a doua navă spațială care a orbita Jupiter, după Galileo , care a orbitat gigantul gazos din 1995 până în 2003 [5] , și prima care a intrat pe orbita sa polară .
Scopul misiunii este de a studia câmpurile gravitaționale și magnetice ale planetei, precum și de a testa ipoteza că Jupiter are un nucleu solid. În plus, dispozitivul ar trebui să studieze atmosfera planetei - determinând conținutul de apă și amoniac din ea , precum și construirea unei hărți a vântului care poate atinge viteze de 618 km / h [6] . Juno a continuat, de asemenea, studiul regiunilor polului sud și nord al lui Jupiter, început de Pioneer-11 AMS în 1974 ( regiunea polară nordică ) [7] și Cassini AMS în 2000 (regiunea polară de sud) [8] .
Nava spațială este alimentată de panouri solare , ceea ce este mai tipic pentru vehiculele care operează în apropierea planetelor terestre , în timp ce RTG-urile sunt cel mai des folosite în zborurile către planetele exterioare . Panourile solare Juno sunt cele mai mari rețele solare utilizate în prezent de stațiile interplanetare automate pentru a genera electricitate. În plus, trei panouri solare joacă un rol crucial în stabilizarea dispozitivului [9] . Un magnetometru este atașat la capătul uneia dintre baterii .
Numele navei spațiale provine din mitologia greco-romană. Zeul Jupiter s-a acoperit cu un văl de nori pentru a-și ascunde trucurile, dar soția sa, zeița Juno , a putut să privească printre nori și să-și vadă adevărata natură [10] .
Juno este prima misiune către Jupiter care utilizează rețele solare în loc de generatoare termoelectrice cu radioizotopi . În același timp, în timp ce orbitează Jupiter, Juno va primi doar 4% din lumina soarelui pe care dispozitivul ar putea-o primi pe Pământ [11] , cu toate acestea, îmbunătățirile în tehnologia de fabricație și eficiența bateriei din ultimele decenii au făcut posibilă utilizarea panourilor solare. de dimensiuni acceptabile la o distanta de 5 AU de la soare.
Juno folosește trei rețele de panouri solare dispuse simetric. Fiecare dintre aceste matrice are 2,7 metri lățime și 8,9 metri lungime. Una dintre matrice este puțin mai îngustă decât celelalte, lățimea sa este de 2.091 metri , ceea ce este făcut pentru a facilita plierea bateriilor la lansare. Suprafața totală a tuturor bateriilor este de 60 m² . Dacă bateriile ar fi folosite pe orbita Pământului, ar produce aproximativ 15 kilowați de putere. Pe orbita lui Jupiter, puterea bateriei va fi de doar 486 de wați , în timp ce în timp va scădea la 420 de wați din cauza efectelor radiațiilor [12] . Panourile solare vor fi expuse la lumina soarelui aproape toată durata zborului.
La bord sunt și două baterii litiu-ion , concepute pentru a alimenta dispozitivul în timp ce trece la umbră. Bateriile vor fi încărcate atunci când excesul de putere este disponibil [13] .
Structura atmosferică:
Radiometru cu microunde (MWR) - radiometru cu microunde ; captează radiații cu o lungime de undă de 1,3-50 centimetri, este format din șase radiometre separate; scopul principal este studierea straturilor profunde ale atmosferei lui Jupiter. Capacitate de penetrare - 550 de kilometri adâncime în norii planetei. MWR ar trebui să ajute să răspundă la întrebarea cum s-a format Jupiter, precum și cât de adânc este circulația atmosferică detectată de sonda spațială Galileo . Radiometrul examinează cantitatea de amoniac și apă din atmosferă [13] [14] .
Câmp magnetic: Flux Gate
Magnetometer (FGM) și Advanced Stellar Compass (ASC).
Aceste instrumente servesc scopului cartografierii câmpului magnetic și studierii dinamicii proceselor din magnetosferă , precum și determinării structurii tridimensionale a magnetosferei la polii lui Jupiter [13] [15] .
Programul pentru studiul magnetosferei la poli:
Jovian Aurora Distribution Experiment (JADE) este conceput pentru a studia aurorele de pe Jupiter.
Detectorul de particule energetice (JEDI) va înregistra distribuția de hidrogen , heliu , oxigen , sulf și alți ioni la poli.
WAVES este un spectrometru pentru studiul regiunilor aurorelor .
Spectrograf UV (UVS) - spectrograf cu radiații ultraviolete ; va fixa lungimea de undă, poziția și timpul pentru fotonii ultravioleți ; va furniza o spectrogramă a radiațiilor ultraviolete din regiunile aurorei [16] .
Structura internă:
Gravity Science Experiment (GSE) - prin măsurarea câmpului gravitațional, dispozitivul va construi o hartă a distribuției de masă pe Jupiter [17] .
Imagini de suprafață:
JunoCam (JCM) este o cameră video fixă în trei culori, singura de pe sondă. Produs folosind aceeași tehnologie ca și camera MARDI a roverului Curiosity și are un senzor de 2 megapixeli (1600 × 1200 pixeli) Kodak KAI-2020. Camera este proiectată în așa fel încât cele mai detaliate imagini să fie obținute doar în timpul celor mai apropiate apropieri ale sondei de planetă la altitudini de 1800–4300 km față de nori și să aibă o rezoluție de 3–15 km per pixel ( pentru comparație: telescopul Hubble de la o distanță de 600 de milioane de km în 2009 a reușit să obțină o imagine a planetei cu o rezoluție de 119 km per pixel [18] ). Toate celelalte imagini vor avea o rezoluție mult mai mică, aproximativ 232 km per pixel, astfel încât capacitățile camerei nu îi vor permite să filmeze sateliții lui Jupiter (în cel mai îndepărtat punct al orbitei, Jupiter însuși, cu astfel de detalii, va avea o dimensiune de 75 de pixeli în diametru , iar Io , chiar dacă va fi direct deasupra „Juno”, la o distanță de aproximativ 345 de mii de km , va avea o dimensiune de numai aproximativ 16 pixeli în diametru , imaginile sateliților rămași vor fi și mai puțin clare ). În plus, din cauza restricțiilor de telecomunicații, Juno va putea transmite pe Pământ doar 40 MB de date (de la 10 la 1000 de fotografii ) din fiecare perioadă orbitală de 14 zile [19] . Se presupune că, înainte ca radiația lui Jupiter să dezactiveze electronica camerei, acesta va avea timp să ia un număr suficient de imagini pe opt orbite ale aparatului din jurul planetei [20] .
La bordul navei spațiale se află o placă dedicată lui Galileo Galilei . Placa a fost prezentată de Agenția Spațială Italiană , dimensiunea sa este de 7,1 pe 5,1 centimetri , iar greutatea este de 6 grame . Tableta îl înfățișează pe Galileo însuși, precum și o inscripție pe care a făcut-o în ianuarie 1610, când a observat pentru prima dată obiectele care aveau să devină cunoscute sub numele de sateliții galileeni .
La bord se află și trei figurine LEGO - Galileo, zeul roman Jupiter și soția sa Juno [21] . Figurina lui Juno ține în mâini o lupă, ca simbol al căutării adevărului, iar Jupiter ține un fulger. În timp ce figurile LEGO obișnuite sunt fabricate din plastic, aceste figurine au fost fabricate din aluminiu pentru a rezista la condițiile extreme de zbor [22] .
În iunie 2005, misiunea se afla în faza de proiectare preliminară. Dispozitivul a fost construit de Lockheed Martin Space Systems sub controlul Jet Propulsion Laboratory al NASA . Șeful Direcției de programe științifice a NASA, Alan Stern , a declarat în mai 2007 [23] că anul fiscal 2008 ar fi finalizat fazele preliminare de proiectare și ar fi ajuns la pregătirea proiectului pentru implementare [24] .
Pe parcursul lucrărilor, timpul de dezvoltare pentru unele componente ale Juno a fost prelungit comparativ cu timpul planificat. Unul dintre motivele întârzierii a fost cutremurul din centrul Italiei din 2009, care a provocat avarii centralei care producea componenta AMC [25] .
Lansarea a avut loc pe 5 august 2011. Pentru lansare a fost folosit vehiculul de lansare Atlas-5 versiunea 551 cu un motor RD-180 de fabricație rusă [26] . Timpul de zbor către Jupiter a fost de 4 ani și 11 luni. Data intrării pe orbită este 5 iulie 2016 [4] . Sonda a fost planificată să fie trimisă pe o orbită polară alungită cu o perioadă de revoluție de aproximativ 11 zile pământești , cu o apropiere maximă de planetă de mai puțin de 5000 km [27] [28] ; În vara lui 2015, s-au făcut ajustări: s-a decis schimbarea orbitei, astfel încât sonda să facă o revoluție în jurul lui Jupiter nu în 11 zile pământești, așa cum se credea anterior, ci în 14.
Misiunea principală ar trebui să dureze mai mult de un an. Spre deosebire de vehiculele anterioare care au explorat Jupiter și au avut generatoare termoelectrice cu radioizotopi (RITEG) pentru a furniza energie, Juno are trei panouri solare lungi de 8,9 m ( unul dintre ele are o lățime de 2,1 m , iar restul - 2,9 m) cu o lungime de 50% creșterea eficienței și rezistenței la radiații față de misiunile anterioare și două baterii litiu-ion , cu o capacitate de 55 amperi-ore fiecare. Puterea totală a energiei generate este de 490 W la începutul misiunii și de 420 W până la finalizarea acesteia [2] .
Pe 13 martie 2011, la bancul de testare al Lockheed Martin Space Systems, Juno a trecut cu succes un test de temperatură de două săptămâni într-o cameră cu vid [29] .
La etapa inițială de proiectare, în 2005, s-a planificat ca costul misiunii să nu depășească 700 de milioane de dolari SUA, cu condiția ca lansarea să fie efectuată cel târziu la 30 iunie 2010 [30] . Cu toate acestea, ulterior valoarea costurilor a fost revizuită în sus. În decembrie 2008, s-a afirmat că, având în vedere inflația și amânarea lansării în august 2011, bugetul total al misiunii ar depăși ușor 1 miliard de dolari [31] .
Pe 30 august 2012, la o distanță de 483 de milioane de kilometri de Pământ, în afara orbitei lui Marte, a fost efectuată prima corectare a traiectoriei de zbor. Motorul principal LEROS-1b a fost pornit timp de 29 de minute și 39 de secunde [32] .
Pe 14 septembrie 2012 a fost efectuată a doua corecție a orbitei. Motorul principal al lui Juno a început să funcționeze vineri la 15:30 UTC , când nava spațială se afla la 480 de milioane de kilometri de Pământ [33] . A muncit aproximativ 30 de minute și a consumat 376 de kilograme de combustibil.
Ca urmare a două corecții, viteza sondei a crescut cu 388 de metri pe secundă [34] , iar traiectoria de zbor a fost direcționată înapoi către Pământ pentru asistența gravitațională pentru zborul Pământului programată pentru 9 octombrie 2013 [32] .
Până în februarie 2013, sonda a acoperit o distanță de 1 miliard de kilometri .
Pe 17 martie 2013, Juno a traversat pentru a doua oară orbita lui Marte deja spre Pământ.
Din 29 mai 2013, stația se afla în faza de zbor, numită Inner Cruise 3 , care a durat până în noiembrie 2013 [35] .
Pe 9 octombrie 2013, Juno a efectuat o manevră gravitațională în apropierea Pământului, la 559 km de suprafața acestuia, pentru a accelera dispozitivul [36] . Creşterea vitezei aparatului în timpul manevrei gravitaţionale a fost de 7,3 km/s ; viteza sondei după manevra gravitațională aproape sa triplat și s-a ridicat la aproximativ 40.000 km/h ( 11,1 km/s ) în raport cu Soarele. De asemenea, a fost efectuată testarea instrumentelor științifice, timp în care a apărut o situație anormală - sonda a intrat în modul de repaus; Problema a fost complet rezolvată pe 17 octombrie. În timpul apropierii sale de Pământ, Juno a fotografiat coasta Americii de Sud și Oceanul Atlantic ; a fost făcută și o poză cu Jupiter (distanța în acel moment era de 764 milioane km ). Următoarele imagini vor fi făcute deja de pe orbita lui Jupiter.
Pe 5 iulie 2016, sonda spațială Juno, după ce a călătorit 2,8 miliarde km ( 18,7 UA ), a ajuns pe orbita lui Jupiter.
Pe 27 august 2016, la ora 13:44 GMT, dispozitivul a trecut peste Jupiter cu o viteză de 208 mii de kilometri pe oră față de planetă, iar înălțimea minimă a fost de 4200 de kilometri de marginea superioară a atmosferei sale. În același timp, dispozitivul a făcut fotografii ale regiunii Polului Nord a planetei gigantice [37] .
data | Eveniment | stare |
---|---|---|
5 august 2011 | lansa | Succes [38] |
31 august 2012 | Prima manevră de corectare a gravitației pentru creșterea vitezei | Succes [39] |
18 septembrie 2012 | A doua corectare a manevrei pentru a reveni pe Pământ în drum spre Jupiter pentru a crește viteza | Succes [40] |
13 august 2013 | La jumătatea drumului spre Jupiter | Succes [41] |
9 octombrie 2013 | Manevra gravitațională în apropierea Pământului pentru a crește viteza la 40.000 km/h ( 11,1 km/s ) | Succes [42] |
10 octombrie 2013 | Trecerea la „modul sigur” | Oprire temporară [43] |
12 octombrie 2013 | Ieșire de siguranță" | Succes [44] |
29 iunie 2016 | Transmiterea primelor fotografii cu Jupiter și lunile sale de la Juno | Succes [45] |
30 iunie 2016 | Transmiterea „cântecului vântului solar” din sistemul Jupiter | Succes [46] |
5 iulie 2016 | Trecerea pe orbita în jurul lui Jupiter | Succes [47] |
6 iulie 2016 | Pornirea a cinci instrumente științifice după ce le-ai oprit înainte de a orbita Jupiter | Succes [48] |
13 iulie 2016 | Transferul primelor imagini de pe orbita lui Jupiter pe Pământ | Succes [49] |
27 august 2016 | cea mai apropiată apropiere de Jupiter | [cincizeci] |
19 octombrie 2016 | Tranziția planificată de la 53,5 la o orbită de 14 zile a fost anulată.
Dispozitivul rămâne pe o orbită intermediară de 53,5 zile până la sfârșitul misiunii. Datorită faptului că telemetria a arătat funcționarea incorectă a unor supape din sistemul de heliu al sistemului de propulsie, manevra a fost mai întâi amânată până la următoarea apropiere a planetei din 11 decembrie 2016 [51] , după care manevra a fost amânată pe termen nelimitat [ 52] | |
7 iunie 2021 | Zburând la 1040 km de Ganymede ( PJ34 ). Perioada orbitală a navei spațiale a fost redusă de la 53 la 43 de zile.
În iunie, sonda Juno a trimis înapoi prima fotografie a lui Ganymede în 20 de ani , făcută de la o distanță de 1000 km. [53] |
Succes |
iulie 2021 | Finalizarea misiunii principale. Transferul navei spațiale pe noi orbite (42 de orbite suplimentare) pentru a studia sateliții galileeni ai lui Jupiter (cu excepția lui Callisto) și a continua studiul lui Jupiter [54] | Succes |
29 septembrie 2022 | Zburând la 352 km [55] de la suprafața Europei (PJ45), perioada orbitală a dispozitivului va fi redusă de la 43 la 38 de zile. [56] | Succes |
30 decembrie 2023 | Io flyby (PJ57), perioada orbitală a dispozitivului va fi redusă de la 38 la 35 de zile | Planificat |
3 februarie 2024 | Io flyby (PJ58), perioada orbitală a dispozitivului va fi redusă de la 35 la 33 de zile | Planificat |
Dispozitivul ar trebui să facă 37 de rotații în jurul lui Jupiter, fiecare dintre ele va dura 14 zile pământești. Rotația aparatului va fi dată în așa fel încât fiecare dintre instrumentele științifice să-și îndeplinească sarcina.
În noiembrie 2016, în termen de 20 de zile, Juno va efectua 2 orbite de calibrare în jurul planetei pentru a ajusta echipamentul științific.
Folosind instrumente cu infraroșu și cu microunde , Juno va măsura radiația termică emanată din adâncurile planetei. Aceste observații se vor adăuga la imaginea studiilor anterioare ale compoziției planetei prin estimarea cantității și distribuției apei și, prin urmare, a oxigenului. Aceste date vă vor ajuta să faceți o idee despre originea lui Jupiter. În plus, Juno va explora procesele de convecție care guvernează circulația generală a atmosferei. Cu ajutorul altor instrumente se vor colecta date asupra câmpului gravitațional al planetei și asupra regiunilor polare ale magnetosferei [13] .
Analiza informațiilor primite de la aparat va dura câțiva ani.
Era planificat ca în 2021 dispozitivul să fie deorbitat, dar în octombrie 2020 s-a propus extinderea misiunii până în 2025 și includerea cercetării asupra sateliților galileeni ai lui Jupiter.
29 septembrie 2022 „Juno” va zbura în apropierea Europei. Distanța minimă până la suprafața satelitului va fi de numai 358 km.
S-a planificat ca în 2021 dispozitivul să fie deorbitat și trimis în atmosfera unui gigant gazos , unde se va arde [1] . Acest lucru se va face pentru a evita o coliziune în viitor cu unul dintre sateliții galileeni ai lui Jupiter (unde este permisă posibilitatea existenței vieții, deci contaminarea acestora cu material biologic de pe Pământ este nedorită) [57] . Cu toate acestea, în octombrie 2020, la cel de-al XI-lea Simpozion Internațional de Cercetare a Sistemului Solar de la Moscova, care se desfășoară la IKI RAS, șeful misiunii Juno de la NASA, Scott Bolton, a declarat că dispozitivul este în stare excelentă, așa că oamenii de știință o fac. nu vreau să-l distrug, ci extind misiunea până în 2025 pentru a se concentra pe explorarea sateliților galileeni; Planurile pentru misiune au fost deja înaintate de echipa științifică Juno la NASA, iar oamenii de știință se așteaptă ca acestea să fie aprobate oficial în decembrie [58] .
Ca parte a misiunii extinse, Juno va trebui să finalizeze 44 de orbite suplimentare în jurul lui Jupiter. Cu fiecare zbor, se va apropia treptat de polul nord al planetei datorită interacțiunilor gravitaționale dintre sondă, Jupiter și sateliții săi. Apropierea de pol și modificările traiectoriei îl vor ajuta pe Juno să studieze în detaliu structura tridimensională a uraganelor polare, precum și să măsoare proprietățile segmentelor neexplorate anterior ale magnetosferei lui Jupiter. Datorită acestui fapt, sonda va face mai multe abordări la Ganimede, Europa și Io. Potrivit experților NASA, Juno se va apropia de Ganymede la o distanță de o mie de kilometri, cu Europa - la un minim record de 320 de kilometri, și cu Io - la 1,5 mii de km. Oamenii de știință speră că, prin aceasta, Juno va descoperi multe proprietăți noi ale lunilor lui Jupiter chiar înainte de sosirea misiunilor JUICE și Europa Clipper . În special, Bolton și colegii săi intenționează să măsoare grosimea calotei de gheață Europa, să alcătuiască cea mai detaliată hartă a suprafeței sale cu o rezoluție de 100-200 km și, de asemenea, să fotografieze emisiile gheizerelor sale dacă acestea apar în momentul Apropierile lui Juno de satelit. În mod similar, oamenii de știință speră să folosească întâlniri apropiate cu Io pentru a determina dacă există un singur ocean topit de magmă în interiorul său și pentru a studia modul în care forțele mareelor, care rezultă din interacțiunile sale cu Jupiter și obiectele învecinate, se încălzesc și topesc interiorul acest corp ceresc...
Hărțile suprafeței Io și Europa [59] vor fi comparate de oamenii de știință planetari cu datele obținute de predecesorul lui Juno, sonda Galileo .
Au fost planificate 2 zboruri ale lui Ganymede, 3 ale Europei și 11 ale lui Io; survolurile lui Callisto nu au fost planificate [60] .
Fotografie JunoCam a Polului Sud al lui Jupiter ( 25/05/2017 )
Vedere a Marii Pate Roșii a lui Jupiter și a emisferei sudice turbulente a lui Jupiter capturată de JunoCam (2019-02-12)
Prim-plan al Marelui punct roșu , luat de la 8000 km deasupra atmosferei lui Jupiter JunoCam (2017-07-11)
Această imagine 3D în infraroșu a polului N al lui Jupiter a fost obținută din datele colectate de JIRAM (2018-04-11) [61]
Vedere a furtunilor ciclonice de la Polul Nord al lui Jupiter capturată în infraroșu de instrumentul JIRAM (2020-07-31)
Vedere a furtunilor ciclonice de la Polul Sud al lui Jupiter , realizată în infraroșu de JIRAM (2019-12-12)
16 Juno survol al lui Jupiter
„Zbor” deasupra lui Jupiter (2020-06-02)
Imagine JunoCam a lunii lui Jupiter Ganymede ( 2021-06-07 )
Imagine JunoCam a lui Ganymede ( 2021-06-10 ). Suprafețele ușoare, urmele impacturilor recente, o suprafață crestată și o calotă albă polară nordică (în colțul din dreapta sus al imaginii) sunt bogate în gheață de apă.
Camera Juno folosită pentru orientarea navei spațiale a capturat o imagine alb-negru în timpul unui zbor al Europei pe 29 septembrie 2022 la o distanță de aproximativ 412 km. Imaginea acoperă aproximativ 150x200 km din suprafața Europei.
În rețelele sociale | |
---|---|
Dicționare și enciclopedii |
Explorarea lui Jupiter cu nave spațiale | |
---|---|
Dintr-o traiectorie de zbor |
|
De pe orbită | |
Sonde de aterizare | |
Misiuni viitoare | |
Misiuni anulate | |
Vezi si |
|
|
---|---|
| |
Vehiculele lansate de o rachetă sunt separate prin virgulă ( , ), lansările sunt separate printr-o interpunct ( · ). Zborurile cu echipaj personal sunt evidențiate cu caractere aldine. Lansările eșuate sunt marcate cu caractere cursive. |
Lockheed și Lockheed Martin Corporation | Avioane și tehnologie spațială a|
---|---|
Luptători | |
Tobe | F-117 Nighthawks |
Transport militar | |
Inteligența | |
Pasager | |
puternic înarmat | AC-130 Spectre |
scop general | |
Instruire | |
Patrulare | |
Fără echipaj | |
Elicoptere |
|
nava spatiala | |
sateliți | |
Sateliți militari |
|
Lansați vehicule |