Kwestią godzin pozostaje osiągnięcie przez sondę Juno orbity Jowisza. Po pięciu latach od rozpoczęcia misji wreszcie doczekamy się nowych zdjęć i danych na temat największej planety Układu Słonecznego. Jak zwykle przy tego typu okazjach, zapraszam do poznania garści faktów, na temat nadchodzącego wydarzenia.

 Najpierw trailer misji.

1. To kolejne podejście do Jowisza

juno pioneer10Jowisz od dawien dawna stanowi zacny przed­miot zain­te­re­so­wań dla astro­no­mów. Początek współ­cze­snych obser­wa­cji należy łączyć z roz­po­czę­tym w latach 70. pro­gra­mem Pioneer, zaś Juno będzie dzie­wiątą z kolei sondą, która zbliży się do gazowego olbrzyma. Liczę tu zarówno misje zapro­jek­to­wane z myślą o bada­niach Jowisza, jak i te prze­la­tu­jące obok mimo­cho­dem. Naj­czę­ściej poszcze­gólne projekty NASA łączyły eks­plo­ra­cje kilku obiektów Układu Sło­necz­nego. W ten sposób misje Pioneer 11, Voyager 1 oraz Cassini mijały Jowisza w drodze do Saturna, nato­miast Voyager 2 dokonał kom­plek­so­wego reko­ne­sansu wszyst­kich planet zewnętrz­nych. Wspo­mnieć należy również sondy Ulysses i New Horizons, które wyko­rzy­stały potężną gra­wi­ta­cję giganta aby usadowić się na orbicie oko­ło­sło­necz­nej bądź ułatwić podróż w kierunku Plutona.

W rzeczy samej, dotąd jedynie Pioneer 10 oraz Galileo były przed­się­wzię­ciami dedy­ko­wa­nymi wyłącz­nie badaniom Jowisza. Pioneer dotarł do celu pod koniec 1973 roku, prze­fru­wa­jąc opodal planety na prze­strzeni 150 tys. kilo­me­trów. Galileo był już lepszy, tra­fia­jąc w 1995 roku na orbitę i okrą­ża­jąc olbrzyma na dystan­sie 215 tys. kilo­me­trów. To jednak nic w porów­na­niu do tego, czego spo­dzie­wamy się po sondzie Juno. Cała maszyna jest kil­ka­na­ście razy większa i masyw­niej­sza od swoich pra­przod­ków, i w swoim pery­cen­trum będzie znaj­dy­wać się zaledwie 5 tys. kilo­me­trów od powierzchni amo­nia­ko­wych chmur.

2. Juno jest sondą pancerną

juno pancernaJowisz to dla naukow­ców wyjąt­kowo zdra­dliwa bulwa. I to nie ze względu na kilkaset razy sil­niej­szą od ziem­skiej gra­wi­ta­cję, ale przez nie­praw­do­po­dobną magne­tos­ferę. Wyobraź sobie, że Twoje oczy są w stanie dostrze­gać linie pola magne­tycz­nego. Gdybyś posiadł taką moc, Jowisz przy­sło­niłby Ci sporą część nie­bo­skłonu, zajmując dziesięć razy więcej miejsca niż Księżyc w pełni czy tarcza sło­neczna! Kon­struk­to­rzy meta­lo­wych sond, pełnych apa­ra­tury elek­tro­nicz­nej, nie mogą zigno­ro­wać faktu oddzia­ły­wa­nia z tak potężnym polem. A do tego należy dodać powią­zane z magne­tos­ferą zjawisko wypro­mie­nio­wy­wa­nia roz­pę­dzo­nych jonów i cząstek ele­men­tar­nych (taki minia­tu­rowy wiatr sło­neczny).

Właśnie dlatego wystrze­lona w 2011 roku sonda pozo­staje naj­bar­dziej opan­ce­rzo­nym urzą­dze­niem w kosmosie. Jednak mimo zamon­to­wa­nia masyw­nych paneli ochron­nych, astro­no­mo­wie nie mają złudzeń: środki zaradcze nie mają zadania uod­por­nie­nia instru­men­tów na eks­tre­malne warunki, a jedynie osła­bie­nia ich nega­tyw­nego wpływu. Juno musi wytrzy­mać zapla­no­wane 32 okrą­że­nia wokół planety i zdołać prze­pro­wa­dzić obser­wa­cje. Jak na ironię, śmier­cio­no­śna magne­tos­fera pozo­staje jed­no­cze­śnie jednym z głównych celów badaw­czych sondy.

3. Twój komputer ma więcej pamięci

juno computerW związku z powyż­szym wiąże się kolejny, dość zabawny fakt. Pamięć dostępna kom­pu­te­rom pokła­do­wym sondy wynosi zaledwie… 256 mega­baj­tów. Masz prawo chwycić się za głowę, bo niby dlaczego dys­po­nu­jąca kosmicz­nymi fun­du­szami agencja, miałaby zado­wa­lać się tech­no­lo­giami sprzed dwóch dekad?

Natu­ral­nie nie chodzi o zaco­fa­nie ani skąpstwo inży­nie­rów. Na pokła­dzie sondy zain­sta­lo­wano RAD750 – komputer o archi­tek­tu­rze dedy­ko­wa­nej właśnie nie­życz­li­wej aurze kosmosu. Jego para­me­try mogą wydawać się liche, ale wszystko zostało obmy­ślane tak, aby ewen­tu­alne uszko­dze­nie któregoś z sektorów pamięci przez wysokie pro­mie­nio­wa­nie, nie unie­moż­li­wiło sko­rzy­sta­nia z reszty. Pamię­tajmy też, że przy tego typu misjach lwia część zbie­ra­nych odczytów przy­biera formę prostych danych licz­bo­wych, toteż tera­baj­towe dyski nie są żadnym prio­ry­te­tem. Foto­gra­fie wyko­ny­wane już od jakiegoś czasu przez JunoCam, są trak­to­wane przez naukow­ców raczej jako dodatek i materiał popu­lar­no­nau­kowy.

4. Energia słoneczna jest kluczowa

juno skalaCha­rak­te­ry­styczne dla sondy są trzy panele sło­neczne, o roz­pię­to­ści niemal 20 metrów. Tak wielkie łopaty pozwo­liły Juno pobić jeden z istot­niej­szych rekordów doty­czą­cych eks­plo­ra­cji Układu Sło­necz­nego. Mia­no­wi­cie sonda stała się naj­od­le­glej­szym instru­men­tem zasi­la­nym energią sło­neczną. Osią­gnię­cie godne podziwu, z uwagi na dzielący maszy­ne­rię od naszej gwiazdy dystans, wyno­szący ponad 750 mln kilo­me­trów. Pro­mie­nie sło­neczne w tych oko­li­cach już nie imponują siłą, więc inży­nie­ro­wie musieli wykazać się odpo­wied­nim roz­ma­chem. Trzy panele o długości 9 metrów, posia­da­jące 18 tysięcy ogniw, powinny zapewnić urzą­dze­niom nie mniej niż 400 watów mocy.

Poprzedni rekord pod względem użycia energii sło­necz­nej należał do euro­pej­skiej misji Rosetty. Przy okazji pro­gra­mów wycho­dzą­cych ponad Pas Główny pla­ne­toid, dotych­czas regułą było korzy­sta­nie z energii gene­ra­to­rów radio­izo­to­po­wych – czego naj­lep­szym przy­kła­dem jest napę­dzana paliwem plu­to­no­wym New Horizons

5. Ustalanie orbity trochę potrwa

juno orbitaCo tak naprawdę stanie się za kil­ka­na­ście godzin? Po pięciu latach podroży sonda wejdzie na orbitę Jowisza  a mówiąc ściśle  roz­pocz­nie proces wcho­dze­nia na orbitę wstępną.  Klu­czo­wym momentem będzie manewr JOI (Jupiter Orbit Inser­tion), pole­ga­jący  na ponownym uru­cho­mie­niu silnika rakie­to­wego, który wyhamuje sondę na tyle aby nie została wystrze­lona przez pole gra­wi­ta­cyjne planety. 35-minutowe dzia­ła­nie napędu powinno pozwolić sondzie na osią­gnię­cie wstępnej, bardzo wydłu­żo­nej orbity. Bardzo w tym przy­padku oznacza odsu­nię­cie się na dystans 1,9 mln kilo­me­trów – dwu­krot­nie dalej niż naj­więk­szy księżyc, Gani­me­des. W trakcie tego okrą­że­nia, które potrwa do 20 paź­dzier­nika, dojdzie do dwóch kolej­nych odpaleń silnika i osta­tecz­nej poprawki kursu. 

Docelowo sonda będzie obiegać naj­więk­szą planetę w ciągu dwóch tygodni, poru­sza­jąc się po bie­gu­no­wej i elip­tycz­nej orbicie. Poprzed­nie misje skupiały się raczej na oko­li­cach równika oraz słynnej czer­wo­nej plamie, toteż Juno zapewni nam pio­nier­skie obser­wa­cje biegunów olbrzyma oraz tam­tej­szych zórz polar­nych. Ważna będzie również elip­tycz­ność orbity, bo mała, okrągła orbita ozna­cza­łaby wysta­wie­nie sondy na stałe dzia­ła­nie nisz­czy­ciel­skiego pola magne­tycz­nego – co poważnie skró­ci­łoby jej żywot­ność.

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, Juno wykona 32 okrą­że­nia, by w paź­dzier­niku przy­szłego roku zakoń­czyć żywot w tok­sycz­nej atmos­fe­rze Jowisza.
Zobacz więcej:
W. Macek, Magnetosfera Jowisza, [online: http://www.urania.edu.pl/urania/u8_1981-a2.html];
R. Kosarzycki, Zmiany w misji sondy Juno na rok przed osiągnięciem celu, [online: www.urania.edu.pl/wiadomosci/zmiany-misji-sondy-juno-na-rok-przed-osiagnieciem-celu-1767.html];
R. Boyle, How Juno Will Survive Its Death-Defying Mission to Jupiter, [online: www.popularmechanics.com/space/deep-space/a21549/how-juno-will-survive-its-death-defying-mission-to-jupiter];
L. Grush, NASA’s Juno spacecraft will soon reach Jupiter and start unlocking the planet’s secrets, [online: www.theverge.com/2016/6/30/12059470/nasa-juno-mission-jupiter-orbit-study-history];
Juno’s story, [online: www.missionjuno.swri.edu/origin];
D. Goldsmith, N. de Grasse Tyson, Wielki początek. 14 miliardów lat kosmicznej ewolucji, Warszawa 2007.

Jeszcze przypomnienie, dla tych co nie są na bieżąco. W sklepiku pojawiły się koszulki i inne gadżety z całkiem nowymi naukowymi motywami. Poza tym otworzyłem oficjalne konto bloga na Twitterze. Zapraszam.
podpis-czarny
  • kostek

    “Jowisz to wyjąt­kowo zdra­dliwa bulwa.” A. Adamczyk, 2016.
    Kradne na wall :D.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Jade

    Ciekawy artykuł. Czy pomi­nię­cie sondy Galileo w opisie historii badań Jowisza było celowym zabie­giem?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Dzięki wielkie, tak właśnie chodziło mi po głowie, że czegoś ważnego mi tu zabrakło, ale nie mogłem sobie przy­po­mnieć czego. 🙂 Uzu­peł­ni­łem.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Maciej Wiatrzyk

    Wydaje mi się, że raczej nie “pery­he­lium” — bardziej “pery­jo­wium”, albo jakoś tak 😉

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      W zasadzie pery­jo­wium byłoby w porządku, ale naj­bez­piecz­niej będzie zasto­so­wać ogólny termin pery­cen­trum. =)

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0