יופיטר הוא לא רק כוכב הלכת הגדול והמסיבי ביותר במערכת השמש שלנו. הוא בעל שיא במובנים רבים. לפיכך, לצדק יש את השדה המגנטי החזק ביותר מבין כוכבי הלכת, פולט בתחום קרני הרנטגן, ויש לו אטמוספירה מורכבת ביותר. פלנטולוגים מגלים עניין רב בכוכב הלכת הזה, שכן קשה להפריז את תפקידו של צדק בהיסטוריה של מערכת השמש, כמו גם בהווה ובעתיד שלה.
חללית Juno, שהגיעה לכוכב הלכת הענק ב-2016 ונמצאת כעת בתוכנית מחקר במסלול סביב צדק, אמורה לעזור למדענים לפתור רבות מהתעלומות שלה.
התחלת המשימה
ההכנה למשלחת של הגשושית האוטומטית הזו לצדק בוצעה על ידי נאס"א כחלק מתוכנית New Frontiers, שהתמקדה במחקר מקיף של כמה אובייקטים ממערכת השמש בעלי עניין מיוחד. "ג'ונו" הפכה למשימה השנייה במסגרת פרויקט זה. היא התחילה 5באוגוסט 2011 ולאחר שבילה כמעט חמש שנים על הכביש, נכנס בהצלחה למסלול סביב צדק ב-5 ביולי 2016.
שם התחנה שהגיעה לכוכב הנושא את שמו של האלוהות העליונה של המיתולוגיה הרומית נבחרה לא רק לכבוד אשתו של "מלך האלים": יש לו קונוטציה מסוימת. לפי אחד המיתוסים, רק ג'ונו יכול היה להביט מבעד לצעיף העננים שבעזרתו עטף צדק את מעשיו הלא ראויים. בהקצאת שמה של ג'ונו לחללית, המפתחים ייעדו לפיכך את אחת המטרות העיקריות של המשימה.
משימות בדיקה
לפלנטולוגים יש שאלות רבות לגבי צדק, והתשובות עליהן תלויות במילוי המשימות המדעיות שהוקצו לתחנה האוטומטית. בהתאם למושא הלימוד, ניתן לשלב משימות אלו לשלושה מתחמים עיקריים:
- מחקר על האטמוספירה של צדק. ההרכב המעודן, המבנה, מאפייני הטמפרטורה, הדינמיקה של זרימת גז בשכבות העמוקות של האטמוספירה הממוקמות מתחת לעננים הגלויים - כל זה מעורר עניין רב במדענים, מחברי התוכנית המדעית של ג'ונו. החללית, המצדיקה את השם שניתן לה, מסתכלת יותר רחוק עם המכשירים שלה ממה שהיה אפשרי עד כה.
- מחקר של השדה המגנטי והמגנטוספירה של הענק. בעומק של יותר מ-20 אלף ק"מ, בלחצים וטמפרטורות אדירים, מסות עצומות של מימן נמצאות במצב של מתכת נוזלית. הזרמים בו מייצרים שדה מגנטי רב עוצמה, והכרת תכונותיו חשובה להבהרת מבנה הפלנטה וההיסטוריה של היווצרותו.
- חקר הפרטים של מבנה שדה הכבידה נחוץ גם עבור מדענים פלנטריים כדי לבנות מודל מדויק יותר של מבנה צדק. זה יאפשר לנו לשפוט ביתר ביטחון את המסה והגודל של השכבות העמוקות ביותר של כוכב הלכת, כולל הליבה הפנימית המוצקה שלו.
ציוד מדעי ג'ונו
עיצוב החללית מספק נשיאה של מספר מכשירים שנועדו לפתור את הבעיות הנ ל. אלה כוללים:
- מתחם מגנומטרי MAG, מורכב משני מגנומטרים וגשש כוכבים.
- קטע חלל של ציוד למדידות כבידה מדעי הכבידה. הקטע השני ממוקם על כדור הארץ, המדידות עצמן מתבצעות באמצעות אפקט הדופלר.
- MWR רדיומד מיקרוגל לחקר האטמוספרה בעומק רב.
- ספקטרוגרף אולטרה סגול UVS לחקר מבנה הזוהר של צדק.
- JADE כלי לתיקון התפלגות של חלקיקים טעונים באנרגיה נמוכה באוראורות.
- JEDI בעל אנרגיה גבוהה של גלאי הפצת יונים ואלקטרונים.
- גלאי פלזמה וגלי רדיו במגנטוספירה של גלי כוכב הלכת.
- JIRAM מצלמת אינפרא אדום.
- מצלמת הטווח האופטית JunoCam המוצבת על ה-Juno בעיקר למטרות הדגמה וחינוך לקהל הרחב. למצלמה זו אין משימות מיוחדות בעלות אופי מדעי.
תכונות עיצוב ומפרטים של "Juno"
לחללית מסת שיגור של 3625 ק"ג. מתוכם, רק כ-1600 ק"ג נופלים על חלקה של התחנה עצמה, שאר המסה - דלק ומחמצן - נצרכת במהלך המשימה. בנוסף למנוע ההנעה, המכשיר מצויד בארבעה מודולי מנוע כיוון. הגשושית מופעלת על ידי שלושה פאנלים סולאריים באורך 9 מטר. קוטר המכשיר, למעט אורכם, הוא 3.5 מטר.
ההספק הכולל של פאנלים סולאריים במסלול סביב צדק עד סוף המשימה צריך להיות לפחות 420 וואט. בנוסף, ג'ונו מצוידת בשתי סוללות ליתיום-יון כדי להפעיל אותה בזמן שהתחנה נמצאת בצילו של צדק.
המפתחים לקחו בחשבון את התנאים המיוחדים שבהם ג'ונו תצטרך לעבוד. מאפייני החללית מותאמים לתנאי שהייה ממושכת בתוך חגורות הקרינה החזקות של כוכב לכת ענק. האלקטרוניקה הפגיעה של רוב המכשירים ממוקמת בתא טיטניום מעוקב מיוחד, מוגן מקרינה. עובי קירותיו 1 ס מ.
"נוסעים" יוצאי דופן
התחנה נושאת שלוש דמויות גבר מאלומיניום בסגנון לגו המתארות את האלים הרומיים העתיקים יופיטר וג'ונו, כמו גם את מגלה לווייני כוכב הלכת, גלילאו גליליי. ה"נוסעים" הללו, כפי שמסביר צוות המשימה, נסעו לצדק במטרה למשוך את תשומת הלב של הדור הצעיר למדע וטכנולוגיה, כדי לעניין ילדים בחקר החלל.
הגלילאו הגדול נמצא על הסיפון ובפורטרט על לוח מיוחד שסופק על ידי סוכנות החלל האיטלקית. הוא נושא גם קטע ממכתב שנכתב על ידי מדען בתחילת 1610, שבו הוא מזכיר לראשונה את התצפית בלווייני כוכב הלכת.
דיוקנאות של יופיטר
ה-JunoCam, למרות שהיא לא נושאת עומס מדעי, הצליחה באמת להאדיר את החללית Juno לכל העולם. תמונות של כוכב הלכת הענק, שצולמו ברזולוציה של עד 25 ק מ לפיקסל, מדהימות. מעולם לא ראו אנשים את היופי המפואר והמאיים של ענני צדק בפירוט כזה.
חגורות עננים רוחב, סופות הוריקן ומערבולת של האטמוספירה האדירה של צדק, האנטיציקלון הענק של הכתם האדום הגדול - כל זה נתפס על ידי המצלמה האופטית של הג'ונו. תמונות של צדק מהחללית אפשרו לראות את אזורי הקוטב של כוכב הלכת, שאינם נגישים לתצפיות טלסקופיות מכדור הארץ וממסלול קרוב לכדור הארץ.
כמה תוצאות מדעיות
המשימה עשתה התקדמות מדעית מרשימה. הנה רק כמה:
- התבססה חוסר הסימטריה של שדה הכבידה של צדק הנגרמת על ידי מוזרויות בהתפלגות זרימות אטמוספריות. התברר שהעומק שאליו משתרעות הרצועות הללו, הנראה על הדיסק של צדק, מגיע ל-3000 ק"מ.
- גילה את המבנה המורכב של האטמוספירה של אזורי הקוטב, המאופיינת בתהליכים סוערים פעילים.
- בוצעו מדידות של השדה המגנטי. התברר שזה בסדר גודל גבוה יותר מהארצי החזק ביותרשדות מגנטיים ממקור טבעי.
- נבנתה מפה תלת מימדית של השדה המגנטי של צדק.
- תמונות מפורטות של זוהר שצולמו.
- נתונים חדשים על ההרכב והדינמיקה של הכתם האדום הגדול התקבלו.
זה לא כל ההישגים של ג'ונו, אבל מדענים מקווים לקבל אפילו יותר מידע עם זה, כי המשימה עדיין נמשכת.
Future of Juno
המשימה הייתה אמורה לפעול במקור עד פברואר 2018. אז החליטה נאס א להאריך את השהות של התחנה ליד צדק עד יולי 2021. במהלך תקופה זו, הוא ימשיך לאסוף ולשלוח נתונים חדשים לכדור הארץ, וימשיך לצלם את צדק.
בסוף המשימה, התחנה תישלח לאטמוספירה של כוכב הלכת, שם היא תישרף. סיום כזה צפוי על מנת למנוע נפילה על כל אחד מהלוויינים הגדולים בעתיד וזיהום אפשרי של פני השטח שלו על ידי מיקרואורגניזמים יבשתיים מהג'ונו. לחללית יש עוד הרבה זמן לפניו, ומדענים סומכים על "קציר" מדעי עשיר שג'ונו תביא להם.
