«Юнона» и Юпитер

Космический аппарат НАСА «Юнона» (Juno), преодолев путь в 2,8 миллиарда километров, сегодня должен выйти на орбиту вокруг планеты Юпитер и приступить к выполнению своей основной задачи.

В результате маневров «Юнона» в итоге окажется на высокоэллиптической орбите, проходящей над полюсами Юпитера. Она приблизится к планете-гиганту больше, чем любой другой космический аппарат ранее. За два года аппарат должен будет сделать 37 витков вокруг Юпитера, каждый продолжительностью 11 земных дней. Радиосигналы от «Юноны» к специалистам, следящим за ее полетом, будут идти более получаса.

Наиболее чувствительные электронные приборы «Юноны» заключены в титановые корпуса, чтобы их не повредили радиационные пояса Юпитера, которые наиболее сильны в области экватора планеты. Тем не менее, ученые полагают, что некоторые из приборов Юпитер выведет из строя еще до окончания миссии.

Главные задачи «Юноны» состоят в изучении атмосферы Юпитера и протекающих в ней процессов, в частности, выяснении содержания в ней воды и аммиака и наблюдении за ветрами. Также «Юнона» изучит магнитосферу планеты и вызванные ею грандиозные полярные сияния. Наконец, «Юнона» должна проверить, есть ли у Юпитера твердое ядро, и если да, то каких оно размеров.

Для решения всех этих задач «Юнона» снабжена соответствующей аппаратурой. Микроволновый радиометр MWR, настроенный на излучение с длиной волны 1,3 – 50 сантиметров, способен исследовать атмосферу Юпитера на глубину до 550 километров. Он должен определить, каких глубин достигает циркуляция атмосферы, и отыскать воду и аммиак.

Спектрометр JIRAM (Jovian Infrared Auroral Mapper) работает в ближней инфракрасной области спектра (от 2 до 5 мкм). Он проводит исследования в верхних слоях атмосферы на глубину от 50 до 70 км и в частности изучит полярные сияния на волне 3,4 мкм, где оно обеспечивается ионизированными атомами водорода. Фактически это камера, делающая снимки атмосферы Юпитера в инфракрасном диапазоне. JIRAM продержится в суровых условиях лишь в течение первых восьми витков по орбите. Составить карту магнитного поля должны магнитометр FGM и специальный компас, определяющий положение аппарата по отношению к линиям магнитного поля Advanced Stellar Compass (ASC).

Прибор GS (Gravity Science) будет измерять силу тяжести с помощью радиоволн, чтобы выявить неравномерное распределение массы внутри Юпитера. Небольшие изменения тяготения Юпитера будут вызывать изменения в скорости обращения «Юноны». Они будут зафиксированы благодаря доплеровскому эффекту в радиоволнах.

Jovian Aurora Distribution Experiment (JADE) – детектор ионов и электронов низких энергий (ионов от 13 эВ до 20 кэВ, электронов от 200 эВ до 40 кэВ), которые присутствуют в полярных сияниях Юпитера. Частицами высоких энергий займется его собрат JEDI (Jovian Energetic Particle Detector Instrument). Его датчики позволяют отображать распределение ионов гелия, водорода, кислорода и серы в магнитном поле. Детектор плазменных и радиоволн Waves тоже будет изучать полярные сияния Юпитера. Выбросы фотонов с ультрафиолетой длиной волны во время полярных сияний зарегистрирует спектрограф ультрафиолетового излучения UVS.

Наконец, камера JunoCam займется съемкой атмосферы Юпитера в высоком разрешении. В моменты наибольшего сближения аппарата с Юпитером разрешение составит до 15 километров на пиксель. После того, как «Юнона» сделает восемь оборотов на орбите, радиация выведет камеру из строя.

Питание приборов «Юноны» обеспечат три солнечных батареи, размеры которых 2,7 метра в ширину и 8,9 метра в длину, а общая площадь 60 квадратных метров. Они обеспечат мощность 486 ватт и будут подзаряжать два аккумулятора, необходимые для электропитания в моменты, когда «Юнона» будет скрыта от Солнца. Ранее все космические аппараты, отправляющиеся в далекий космос, использовали радиоизотопные термоэлектрические источники питания, а не солнечные батареи. Но дефицит плутония-238, с которым столкнулось НАСА, а также появление более совершенных технологий солнечных панелей заставили создателей аппарата предпочесть этот вариант. В результате «Юнона» стала самым далеко удалившимся от Земли аппаратом на солнечных батареях. Реактивный двигатель «Юноны» использует в качестве топлива гидразин и тетраоксид диазота и способен развивать тягу в 645 ньютонов. Для контроля ориентации и выполнения маневров коррекции траектории «Юнона» использует реактивную систему управления, состоящую из двенадцати малых двигателей, которые сгруппированы в четыре модуля.

Также на борту «Юноны» к Юпитеру была отправлена мемориальная табличка из авиационного алюминия размером 7,1 на 5,1 см и весом 6 граммов, изготовленная Итальянским космическим агентством. На ней изображен портрет Галилео Галилея и воспроизведен текст записи, сделанной Галилеем в январе 1610 года, где он сообщает об открытии спутников Юпитера. Есть у аппарата и «экипаж» – три фигурки «Лего», изображающие Юпитера, Юнону и Галилея. Хотя обычно фигурки «Лего» делают из пластика, в этот раз в ход пошел алюминий, чтобы они выдержали условия полета.