Ο Δίας δεν είναι απλώς ο μεγαλύτερος και ο μεγαλύτερος πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος. Είναι κάτοχος ρεκόρ από πολλές απόψεις. Έτσι, ο Δίας έχει το πιο ισχυρό μαγνητικό πεδίο μεταξύ των πλανητών, εκπέμπει στην περιοχή ακτίνων Χ και έχει μια εξαιρετικά πολύπλοκη ατμόσφαιρα. Οι πλανητολόγοι δείχνουν μεγάλο ενδιαφέρον για αυτόν τον πλανήτη, καθώς είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί ο ρόλος του Δία στην ιστορία του ηλιακού συστήματος, καθώς και στο παρόν και το μέλλον του.
Το διαστημόπλοιο Juno, το οποίο έφτασε στον γιγάντιο πλανήτη το 2016 και αυτή τη στιγμή βρίσκεται σε ερευνητικό πρόγραμμα σε τροχιά γύρω από τον Δία, πρόκειται να βοηθήσει τους επιστήμονες να λύσουν πολλά από τα μυστήρια του.
Έναρξη αποστολής
Η προετοιμασία για την αποστολή αυτού του αυτόματου ανιχνευτή στον Δία πραγματοποιήθηκε από τη NASA ως μέρος του προγράμματος New Frontiers, που επικεντρώθηκε στην ολοκληρωμένη μελέτη πολλών αντικειμένων του ηλιακού συστήματος ιδιαίτερου ενδιαφέροντος. Το "Juno" έγινε η δεύτερη αποστολή στο πλαίσιο αυτού του έργου. Ξεκίνησε 5Αύγουστος 2011 και, έχοντας περάσει σχεδόν πέντε χρόνια στο δρόμο, μπήκε με επιτυχία σε τροχιά γύρω από τον Δία στις 5 Ιουλίου 2016.
Το όνομα του σταθμού που πήγε στον πλανήτη που φέρει το όνομα της υπέρτατης θεότητας της ρωμαϊκής μυθολογίας επιλέχθηκε όχι μόνο προς τιμήν της συζύγου του «βασιλιά των θεών»: έχει μια ορισμένη χροιά. Σύμφωνα με έναν από τους μύθους, μόνο ο Juno μπορούσε να κοιτάξει μέσα από το πέπλο των νεφών με το οποίο ο Δίας κάλυπτε τις απαράδεκτες πράξεις του. Αναθέτοντας το όνομα του Juno στο διαστημόπλοιο, οι προγραμματιστές εντόπισαν έτσι έναν από τους κύριους στόχους της αποστολής.
Probe Tasks
Οι πλανητολόγοι έχουν πολλές ερωτήσεις για τον Δία και οι απαντήσεις σε αυτές εξαρτώνται από την εκπλήρωση των επιστημονικών καθηκόντων που έχουν ανατεθεί στον αυτόματο σταθμό. Ανάλογα με το αντικείμενο μελέτης, αυτές οι εργασίες μπορούν να συνδυαστούν σε τρία κύρια συγκροτήματα:
- Μελέτη της ατμόσφαιρας του Δία. Η εκλεπτυσμένη σύνθεση, η δομή, τα χαρακτηριστικά θερμοκρασίας, η δυναμική των ροών αερίου στα βαθιά στρώματα της ατμόσφαιρας που βρίσκονται κάτω από τα ορατά σύννεφα - όλα αυτά παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον για τους επιστήμονες, τους συγγραφείς του επιστημονικού προγράμματος Juno. Το διαστημόπλοιο, δικαιολογώντας το όνομα που του δόθηκε, κοιτάζει με τα όργανά του περισσότερο απ' ό,τι ήταν δυνατό μέχρι τώρα.
- Μελέτη του μαγνητικού πεδίου και της μαγνητόσφαιρας του γίγαντα. Σε βάθος άνω των 20 χιλιομέτρων, σε κολοσσιαίες πιέσεις και θερμοκρασίες, τεράστιες μάζες υδρογόνου βρίσκονται σε κατάσταση υγρού μετάλλου. Τα ρεύματα σε αυτόν δημιουργούν ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο και η γνώση των χαρακτηριστικών του είναι σημαντική για την αποσαφήνιση της δομής του πλανήτη και της ιστορίας του σχηματισμού του.
- Η μελέτη των λεπτομερειών της δομής του βαρυτικού πεδίου είναι επίσης απαραίτητη για τους πλανητικούς επιστήμονες για να κατασκευάσουν ένα πιο ακριβές μοντέλο της δομής του Δία. Θα μας επιτρέψει να κρίνουμε με μεγαλύτερη σιγουριά τη μάζα και το μέγεθος των βαθύτερων στρωμάτων του πλανήτη, συμπεριλαμβανομένου του συμπαγούς εσωτερικού πυρήνα του.
Εξοπλισμός επιστήμης Juno
Ο σχεδιασμός του διαστημικού σκάφους προβλέπει τη μεταφορά ενός αριθμού οργάνων που έχουν σχεδιαστεί για την επίλυση των παραπάνω προβλημάτων. Αυτά περιλαμβάνουν:
- Μαγνητομετρικό σύμπλεγμα MAG, που αποτελείται από δύο μαγνητόμετρα και έναν ανιχνευτή αστεριών.
- Διαστημικό τμήμα εξοπλισμού για μετρήσεις βαρύτητας Gravity Science. Το δεύτερο τμήμα βρίσκεται στη Γη, οι ίδιες οι μετρήσεις πραγματοποιούνται χρησιμοποιώντας το φαινόμενο Doppler.
- Ακτινόμετρο μικροκυμάτων MWR για μελέτη της ατμόσφαιρας σε μεγάλα βάθη.
- Φασματογράφος υπεριώδους UVS για τη μελέτη της δομής των σέλας του Δία.
- Εργαλείο JADE για τον καθορισμό της κατανομής φορτισμένων σωματιδίων χαμηλής ενέργειας σε σέλας.
- JEDI ανιχνευτής διανομής ιόντων και ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας.
- Ανιχνευτής πλάσματος και ραδιοκυμάτων στη μαγνητόσφαιρα του πλανήτη Κύματα.
- JIRAM υπέρυθρη κάμερα.
- Η κάμερα οπτικής εμβέλειας JunoCam τοποθετείται στο Juno κυρίως για επίδειξη και εκπαιδευτικούς σκοπούς για το ευρύ κοινό. Αυτή η κάμερα δεν έχει ειδικές εργασίες επιστημονικής φύσεως.
Σχεδιαστικά χαρακτηριστικά και προδιαγραφές του "Juno"
Το διαστημόπλοιο είχε μάζα εκτόξευσης 3625 kg. Από αυτά, μόνο περίπου 1600 κιλά πέφτουν στο μερίδιο του ίδιου του σταθμού, η υπόλοιπη μάζα - καύσιμο και οξειδωτικό - καταναλώνεται κατά τη διάρκεια της αποστολής. Εκτός από τον κινητήρα πρόωσης, η συσκευή είναι εξοπλισμένη με τέσσερις μονάδες κινητήρα προσανατολισμού. Ο καθετήρας τροφοδοτείται από τρεις ηλιακούς συλλέκτες 9 μέτρων. Η διάμετρος της συσκευής, εξαιρουμένου του μήκους τους, είναι 3,5 μέτρα.
Η συνολική ισχύς των ηλιακών συλλεκτών σε τροχιά γύρω από τον Δία μέχρι το τέλος της αποστολής θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 420 Watt. Επιπλέον, το Juno είναι εξοπλισμένο με δύο μπαταρίες ιόντων λιθίου για την τροφοδοσία του ενώ ο σταθμός βρίσκεται στη σκιά του Δία.
Οι προγραμματιστές έλαβαν υπόψη τις ειδικές συνθήκες υπό τις οποίες θα πρέπει να εργαστεί η Juno. Τα χαρακτηριστικά του διαστημικού σκάφους είναι προσαρμοσμένα στις συνθήκες μακράς παραμονής μέσα στις ισχυρές ζώνες ακτινοβολίας ενός γιγάντιου πλανήτη. Τα ευάλωτα ηλεκτρονικά των περισσότερων οργάνων τοποθετούνται σε ειδικό κυβικό διαμέρισμα τιτανίου, προστατευμένο από την ακτινοβολία. Το πάχος των τοιχωμάτων του είναι 1 cm.
Ασυνήθιστοι "επιβάτες"
Ο σταθμός φέρει τρεις φιγούρες ανθρώπου από αλουμίνιο σε στυλ Lego που απεικονίζουν τους αρχαίους ρωμαϊκούς θεούς Δία και Juno, καθώς και τον ανακαλυφτή των δορυφόρων του πλανήτη, Galileo Galilei. Αυτοί οι «επιβάτες», όπως εξηγεί το επιτελείο της αποστολής, πήγαν στον Δία για να τραβήξουν την προσοχή της νεότερης γενιάς στην επιστήμη και την τεχνολογία, να ενδιαφέρουν τα παιδιά στην εξερεύνηση του διαστήματος.
Ο Μεγάλος Γαλιλαίος βρίσκεται στο πλοίο και σε ένα πορτρέτο σε μια ειδική πλάκα που παρέχεται από την Ιταλική Διαστημική Υπηρεσία. Φέρει επίσης ένα απόσπασμα μιας επιστολής που έγραψε ο επιστήμονας στις αρχές του 1610, όπου αναφέρει για πρώτη φορά την παρατήρηση των δορυφόρων του πλανήτη.
Πορτρέτα του Δία
Το JunoCam, αν και δεν φέρει επιστημονικό φορτίο, μπόρεσε πραγματικά να δοξάσει το διαστημόπλοιο Juno σε ολόκληρο τον κόσμο. Οι φωτογραφίες του γιγάντιου πλανήτη, που τραβήχτηκαν με ανάλυση έως και 25 km ανά pixel, είναι εκπληκτικές. Ποτέ πριν οι άνθρωποι δεν είχαν δει την υπέροχη και απειλητική ομορφιά των νεφών του Δία με τόση λεπτομέρεια.
Γεωγραφικές ζώνες σύννεφων, τυφώνες και ανεμοστρόβιλοι της πανίσχυρης ατμόσφαιρας του Δία, ο γιγαντιαίος αντικυκλώνας της Μεγάλης Ερυθράς Κηλίδας - όλα αυτά καταγράφηκαν από την οπτική κάμερα Juno. Οι εικόνες του Δία από το διαστημόπλοιο κατέστησαν δυνατή τη θέαση των πολικών περιοχών του πλανήτη, οι οποίες είναι απρόσιτες για τηλεσκοπικές παρατηρήσεις από τη Γη και την τροχιά κοντά στη Γη.
Μερικά επιστημονικά αποτελέσματα
Η αποστολή έχει σημειώσει εντυπωσιακή επιστημονική πρόοδο. Εδώ είναι μόνο μερικά:
- Η ασυμμετρία του βαρυτικού πεδίου του Δία, που προκαλείται από τις ιδιαιτερότητες της κατανομής των ατμοσφαιρικών ροών, έχει διαπιστωθεί. Αποδείχθηκε ότι το βάθος στο οποίο εκτείνονται αυτές οι ζώνες, ορατές στον δίσκο του Δία, φτάνει τα 3000 km.
- Η σύνθετη δομή της ατμόσφαιρας των πολικών περιοχών, που χαρακτηρίζεται από ενεργές τυρβώδεις διεργασίες, έχει ανακαλυφθεί.
- Έγιναν μετρήσεις του μαγνητικού πεδίου. Αποδείχθηκε ότι ήταν μια τάξη μεγέθους υψηλότερη από την ισχυρότερη γήινημαγνητικά πεδία φυσικής προέλευσης.
- Ένας τρισδιάστατος χάρτης του μαγνητικού πεδίου του Δία κατασκευάστηκε.
- Λεπτομερείς εικόνες από σέλας.
- Λήφθηκαν νέα δεδομένα για τη σύνθεση και τη δυναμική της Μεγάλης Ερυθράς Κηλίδας.
Αυτά δεν είναι όλα τα επιτεύγματα του Juno, αλλά οι επιστήμονες ελπίζουν να πάρουν ακόμη περισσότερες πληροφορίες με αυτό, επειδή η αποστολή είναι ακόμη σε εξέλιξη.
Μέλλον του Juno
Η αποστολή είχε αρχικά προγραμματιστεί να διαρκέσει μέχρι τον Φεβρουάριο του 2018. Στη συνέχεια, η NASA αποφάσισε να παρατείνει την παραμονή του σταθμού κοντά στον Δία μέχρι τον Ιούλιο του 2021. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, θα συνεχίσει να συλλέγει και να στέλνει νέα δεδομένα στη Γη και θα συνεχίσει να φωτογραφίζει τον Δία.
Στο τέλος της αποστολής, ο σταθμός θα σταλεί στην ατμόσφαιρα του πλανήτη, όπου θα καεί. Μια τέτοια κατάληξη προβλέπεται για να αποφευχθεί η πτώση σε οποιονδήποτε από τους μεγάλους δορυφόρους στο μέλλον και πιθανή μόλυνση της επιφάνειάς του από επίγειους μικροοργανισμούς από το Juno. Το διαστημόπλοιο έχει ακόμη πολύ δρόμο μπροστά του και οι επιστήμονες υπολογίζουν σε μια πλούσια επιστημονική «σοδειά» που θα τους φέρει η Juno.
