Tagi


Archiwa


Zaprzyjaźnione


/ 5

Artykuły

5 rzeczy, które powinieneś wiedzieć o misji Juno

3rd Lip '16

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

Naukowy totalitarysta. Jeśli nie chcesz aby wpadli do Ciebie naukowi bojówkarze, zostaw komentarz.

  • 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