Юнона, дай мені силу!

Сьогодні «Юнона» успішно завершила маневр переходу на орбіту навколо Юпітера. Завдяки 35 хвилинам роботи основного двигуна апарат злегка пригальмував, зменшивши свою швидкість на півкілометра в секунду і виявився захоплений гравітаційним тяжінням газового гіганта. Всі інші зміни траєкторії «Юнони» виконала гравітація. Тепер апарат став штучним супутником найбільшої планети в Сонячній системі і вчені готуються до початку наукової фази місії. Ми зібрали п'ять головних питань, які «Юнона» поставить перед Юпітером.

Як виник Юпітер?

Перше з питань, які належить розслідувати «Юноне» - походження Юпітера. Існує дві гіпотези, що описують виникнення планет з первинного протопланетного диска. У першій з них частинки повільно злипаються і утворюють масивні брили. Якщо така брила стягує на себе досить багато газу, то в результаті утворюється газовий гігант. Друга гіпотеза передбачає, що газові гіганти народжуються при колапсі (різкому стисненні) областей газо-пилової хмари. Цей процес повторює в мініатюрі народження зірки.

Залежно від сценарію утворення, Юпітер буде містити різну кількість води і аміаку в своїй атмосфері. Вчені зможуть виміряти ці величини за допомогою мікрохвильового радіометра MWR. Провести такі вимірювання дистанційно неможливо через радіаційні пояси Юпітера, що вносять шуми. Цікаво зазначити, що аналогічні радіометри використовуються для моніторингу земних океанів, наприклад, у супутнику Sentinel-3A. Крім того, на механізм освіти вкаже маса твердого ядра, яку вчені оцінять з гравітаційного експерименту GSE.

Як влаштовані смуги Юпітера?

Поглянувши на Юпітер навіть у невеликий телескоп можна звернути увагу на кілька великих різнокольорових смуг, що перетинають його диск. Більш детальні знімки, зроблені «Хабблом» показують, що це атмосферні завихрення, що володіють складною структурою. Досі небагато відомо про їхні властивості - наскільки глибокі ці смуги, яка їх температура. Крім того, невідомий і їх хімічний склад. Цікаво, що у Юпітера дуже велика швидкість власного обертання - доба на планеті триває всього 10 годин. Чи рухаються внутрішні області газового гіганта з іншою швидкістю?

Досліджувати склад юпітеріанських хмар буде мікрохвильовий радіометр спільно з приладами JIRAM і ультрафіолетовим спектрометром. Для того щоб з'ясувати, як швидко переміщуються маси газу, фізики поставлять гравітаційний експеримент GSE. Потрапляючи в області з різним гравітаційним тяжінням (через неоднорідний розподіл мас), апарат буде відчувати прискорення. Воно призводитиме до доплерівських зміщень у сигналах, що передаються «Юноною» на Землю, яке й відстежать вчені.

Cloverway International (CWI)

«Юнона» отримала свою назву за одним із сюжетів давньоримської міфології - так звали дружину Юпітера. На сьогоднішній день апарат є найбільш далеким пристроєм, що працює на сонячній енергії. Площа сонячних батарей супутника понад 60 квадратних метрів. З розгорнутими модулями апарат можна порівняти з розмірами баскетбольного майданчика. Маса «Юнони» (без палива) досягає 1,593 тонни. З моменту запуску, 5 серпня 2011 року, вона пролетіла вже понад 1,7 мільярда кілометрів. Місія триватиме до 20 лютого 2018 року.

Звідки на Юпітері такі потужні полярні сяйва?

На полюсах Юпітера вирують найяскравіші полярні сяйва в Сонячній системі. Їх зафіксував ще в 1979 році ультрафіолетовий спектрометр «Вояджера». Джерелом світіння, що простягається аж до рентгенівського діапазону, є взаємодії заряджених частинок з молекулами атмосферних газів, наприклад, з воднем. Фізики планують з'ясувати, який склад сонячного вітру, «атакуючого» Юпітер. Однак не тільки вітер є причиною полярних сяйв. Джерелами заряджених частинок виявляються і супутники Юпітера: Йо і, меншою мірою, Європа, Каллісто і Ганімед.

Для вивчення полярних сяйв на «Юноні» встановлено відразу кілька спеціалізованих приладів. Наприклад JADE, який детектує навколишні апарат електрони, а також іони водню, гелію, кисню та сірки. Всі ці частинки причетні до виникнення сяйв. За словами вчених, джерелом іонів є, зокрема, вулкани Іо. Інший прилад, JEDI, буде визначати спектр енергій цих частинок.

За допомогою JIRAM фізики вивчатимуть аврори в інфрачервоному діапазоні. Інженери зазначають, що довжини хвиль, на яких працює інструмент, поглинаються воднем атмосфери. Оскільки сяйва відбуваються над основною масою