5 rzeczy, które powinieneś wiedzieć o misji Juno

Po pięciu latach lotu sonda Juno dotarła do największej planety Układu Słonecznego. Jak zwykle przy tego typu okazjach, zapraszam do poznania garści faktów, na temat nadchodzącego wydarzenia.

1. To kolejne podejście do Jowisza

Jowisz 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

Pole magnetyczne Jowisza

Jowisz 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

Sonda Juno w czasie produkcji

W 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

Wielkość sondy Juno

Charakterystyczne 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

Trajektoria sondy Juno

Co 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, sonda 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.
Życie pozaziemskie (nie) musi istnieć! Celebrytki nieboskłonu: 8 wyjątkowych gwiazd i gwiezdnych rekordów Potęga spadającego jabłka