Јунона (сонда)

Из Википедије, слободне енциклопедије
Јунона (Juno)

Уметничко виђење Јуноне у орбити Јупитера.
Уметничко виђење Јуноне у орбити Јупитера.

Оператор NASA
Произвођач Локид Мартин
Тип мисије орбитер
Датум лансирања 5. август 2011.[1]
Крај мисије У току (>4 године)
Ракета-носач Атлас V-551
Место лансирања ВС Кејп Канаверал
Маса 3.625 kg
Извор напајања соларни панели
Снага напајања ≈400 W
Врста орбите поларна
Улазак у орбиту 5. јул 2016. у 03.53 UTC
Инклинација орбите 90 °
Орбитални период 14 дана
Периапсис 4.300 km
Међународна ознака 2011-040A
Вебсајт SWRI, NASA

Лого мисије Јунона
Лого мисије Јунона

Јунона (енгл. Juno) је сонда америчке свемирске агенција NASA лансирана 5. августа 2011. чији је циљ детаљно проучавање настанка и развитка Јупитера и његовог система.[2]

Летелица је добила име по Јунони, жени римског бога Јупитера.[3] Лансирана је са ваздухопловне станице Кејп Канаверал на Флориди у 12.25 по локалном времену,[4] а пут до циља трајао је пет година. Јунона треба да направи 33 орбите (поларне) око Јупитера, и да — користећи својих 8 научних инструмената — проникне испод облака који покривају планету испитујући порекло, структуру, атмосферу и магнетосферу планете, покушавајући да утврди да ли Јупитер има чврсто језгро.

Ово је прва сонда ка спољашњим (гасовитим) планетама која ће за напајање користити соларне панеле. Обично се за напајање тих сонди користи нуклеарно гориво, али је технологија соларних ћелија довољно напредовала да су инжењери решили да Јунона буде напајана Сунчевом енергијом. Сонда поседује три велика соларна „крила” за производњу енергије (укупно 18.698 индивидуалних соларних ћелија), која ће у орбити око Јупитера производити око 500 W, док би у орбити око Земље производила преко 14.000 W.[5]

Ток мисије[уреди]

Лансирање[уреди]

Лансирање

Сонда Јунона лансирана је 5. августа 2011. у 16.25 UTC ракетом Атлас V са лансирне рампе 41 ваздухопловне станице Кејп Канаверал на Флориди. Ракета (фабрички број AV-029) била је у конфигурацији 551 — са пет помоћних ракетних мотора на чврсто гориво, једним РД-180 ракетним мотором за први степен и једним РЛ-10 мотором за погон Кентаур другог степена. По одвајању мотора са чврстим горивом и првог степена, уследило је прво сагоревање другог степена у трајању од 6 минута, чиме је достигнута паркинг орбита.[6] Тридесет минута касније, мотор другог степена поново је упаљен и сагоревао је још 9 минута након чега је сонда достигла другу космичку брзину и била у хелиоцентричној орбити.

Пре одвајања сонде, Кентаур други степен ракете је уз помоћ малих реакционих мотора ушао у ротацију од 1,4 o/min. Сонда се одвојила 54 минута након полетања и одмах почела да отвара соларне панеле. Соларни панели су успешно отворени и батерије су почеле да се пуне, а услед отварања панела број обртаја се смањио за 2/3. Сонда се константно ротира како би била стабилнија током међупланетарног путовања, а по уласку у орбиту око Јупитера овим се постиже да сви инструменти могу да испитају планету.[7][8]

Пут до Јупитера трајао је 5 година, уз један пролет поред Земље у октобру 2013. године.[9][10] Сонда је 12. августа исте године прешла половину пута до Јупитера, а током петогодишњег путовања укупно је превалила 19 АЈ (2,84 милијарде километара).[11]

Пролет поред Земље[уреди]

Фотографија коју је сонда снимила током проласка поред Земље

Након што је провела око две године у елиптичној хелиоцентричној орбити, сонда се вратила и пролетела поред Земље у октобру 2013. године. Искористила је Земљину гравитацију и постигла додатно убрзање (гравитациони маневар, познатији као гравитациона „праћка”) како би стигла до Јупитера.[12] Овим пролетом сонда је повећала брзину за око 3,9 km/s (14.160 km/h) што је било довољно да се упути ка највећој планети Сунчевог система.[13][14] Током пролета, научници су искористили прилику да тестирају инструменте сонде и увежбају поједине процедуре пре почетка главне мисије.[15]

Јунона је 13. јануара 2016. године, у 19.00 UTC, постала најудаљенија сонда напајана соларним панелима, претекавши сонду Розета. У том тренутку од Сунца је била удаљена 793 милиона километара.[16][17]

Сонда је 3. фебруара 2016. спровела паљење мотора како би кориговала путању ка Јупитеру. У том тренутку била је око 82 милиона километара од свог циља, и око 684 милиона километара од Земље.[18] Сонда се 27. маја нашла у гравитационом балансу Сунца и Јупитера (када је сила гравитације на сонду ова два небеска тела иста) и од тада је Јупитер почео да привлачи сонду у своје гравитационо поље.[19] Од 24/25. јуна сонда се налази у магнетосфери Јупитера, а транзицију су детектовали инструменти.[20]

Улазак у орбиту[уреди]

Неколико дана пре паљења мотора за улазак у орбиту послате су команде да се отвори заштитни поклопац мотора, искључе инструменти и пресуризује погонски систем (довод горива), након чега су послате и финалне команде; од тог тренутка сонда је била у аутономном режиму, што значи да су пуну контролу имали рачунари сонде. У аутономном режиму сонда је са Земљом комуницирала само путем кратких тонова, на основу којих су инжењери знали да се све одвија према плану. Непосредно пред паљење мотора, мали реакциони мотори сонде су употребљени да летелица дође у правилну оријентацију; соларни панели су тиме окренути од Сунца, па је сонда за напајање морала да користи батерије. Након правилне оријентације, ротација сонде је уз помоћ реакционих мотора увећана са 2 на 5 ротација у минути, како би се стабилизовала за паљење главног мотора.[21][22]

Паљење мотора Leros-1b за улазак у орбиту догодило се у 03.18 UTC, а сагоревање је трајало 35 минута и 2 секунде (око једне секунде од планираног). Мотор је производио 645 N потиска и успорио сонду за 542 m/s. У 03.53 UTC мотор је угашен и контролори на Земљи прогласили су да је сонда успешно ушла у орбиту. Одмах након тога, сонда се вратила на две ротације у минути и реоријентисала ка Сунцу како би се батерије поново напуниле.[23] Сигналу са Јупитера требало је око 48 минута да стигне до Земље, а непосредно пред паљење мотора сонда је под утицајем Јупитерове гравитације постигла брзину од око 74 km/s (266.000 km/h),[24] по чему се сврстава у најбрже истраживачке сонде до сада.[25][26] Прве две орбите трајаће по 53,5 дана[27], а након тога сонда ће 19. октобра спровести још једно паљење мотора како би ушла у коначну орбиту од 14 дана.[28] Следећи блиски прелет преко облака догодиће се 28. августа 2016, а до тада ће се активирати сви инструменти тако да ће отпочети прикупљање података.

Инструменти[уреди]

Научни циљеви мисије биће постигнути уз помоћ девет инструмената уграђених на сонду Јунона:[29][30][31][32][33]

Илустрација Назив инструмента Акроним Опис и научни циљеви
MWR(juno).jpg
Микроталасни радиометар
MWR
Микроталасни радиометар састоји се из шест антена монтираних на две стране сонде. Ове антене вршиће мерења електромагнетских таласа на микроталасним фреквенцијама: 600 MHz, 1,2 GHz, 2,4 GHz, 4,8 GHz, 9,6 GHz и 22 GHz, јер само помоћу ових фреквенција се може продрети кроз густу атмосферу Јупитера. Радиометром ће се измерити количина воде и амонијака у дубљим деловима атмосфере до притиска од 200 бара или дубине од 500 до 600 km. Комбинација различитих таласних дужина и углова емисије би трабало да омогући прикупљање температурног профила различитих слојева атмосфере. Прикупљени подаци показаће колико је дубока циркулација унутар атмосфере.[34][35] (Главни истраживач: Мајк Јансен, JPL)
JIRAM(juno).jpg
Мапер Јупитерових аурора у инфрацрвеном спектру
JIRAM
Спектрометар JIRAM радиће у инфрацрвеном спектру (између 2 и 5 μm) и прикупљати податке о плићим слојевима атмосфере, на дубини између 50 и 70 km, где се притисак креће између 5 и 7 бара. Прикупиће фотографије аурора на таласној дужини од 3,4 μm у регионима са обиљем триводоничних катјона (H3+). Мерењем топлоте коју зрачи планета, JIRAM ће моћи да одреди како се крећу облаци са водом испод површине. Такође ће моћи да детектује метан, водену пару, амонијак и фосфин. Одлучено је да овај инструмент не мора да испуни све услове за рад у зони високог зрачења која влада око Јупитера.[36][37][38]
(Главни истраживач: Анђолета Корадини, Италијански национални институт за астрофизику)
MAG(Juno).png
Магнетометар
MAG
Истраживање магнетског поља има три циља: мапирање магнетског поља, одређивање динамике Јупитерове унутрашњости и одређивање тродимензионе структуре поларне магнетосфере.
(Главни истраживач: Џек Конерни, Годаров центар)
GS(Juno).png
Гравитациона наука
GS
Гравитација ће се мерити уз помоћ радио-таласа јер ће се тако створити мапа расподеле масе унутар планете. Неравномерна расподела масе унутар Јупитера условљава мале гравитационе варијације које сонда може да искуси приликом пролета близу површине планете, а манифестују се тако што сонда благо убрзава или успорава. Варијације ће бити детектоване праћењем Доплеровог ефекта радио-таласа које сонда шаље ка Земљи.[39][40] (Главни истраживачи: Џон Андерсон, JPL; Луцијано Јес, Сапиенца универзитет у Риму)
JADE(juno).jpg
Експеримент дистрибуције Јупитерових аурора
JADE
Детектор енергетских честица JADE мериће угаону расподелу, енергију и вектор брзине јона и електрона на ниским енергетским нивоима (за јоне између 13 и 20 eV, а за електроне између 200 eV и 40 KeV) који су присутни у Јупитеровим аурорама. Инструменти су монтирани на три стране горње плоче сонде, тако да је фреквенција прикупљања узорака три пута већа него да су сви монтирани на истој страни.[41]
(Главни истраживач: Дејвид Мекомас, Југозападни истраживачки институт)
JEDI(juno).jpg
Детектор енергетских честица око Јупитера
JEDI
Детектор енергетских честица JEDI мериће угаону расподелу, енергију и вектор брзине јона и електрона на високим енергетским нивоима (за јоне између 20 и 1.000 KeV, а за електроне између 40 KeV и 500 KeV) који су присутни у поларној магнетосфери Јупитера. Инструмент се састоји од три идентична сензора намењена истраживању јона водоника, хелијума, кисеоника и сумпора.[42] (Главни истраживач: Бери Мок, Лабораторија за примењену физику)
Wave(juno).jpg
Сензор радио и плазма таласа
Waves
Овим инструментом идентификоваће се региони струја унутар аурора који дефинишу радио-емисије планете и убрзање честица унутар аурора. Ово ће се постићи мерењем радио и плазма спектра приликом прелета преко поларних региона где се ауроре јављају. (Главни истраживач: Вилијам Курт, Универзитет у Ајови)
UVS(juno).jpg
Спректрограф ултраљубичастог спректра
UVS
Овај инструмент обезбедиће спектралне фотографије емисије честица из аурора унутар поларне магнетосфере. (Главни истраживач: Џ. Рандал Гледстон, Југозападни истраживачки институт)
JunoCam(juno).jpg
JunoCam
JCM
Камера у видљивој светлости/телескоп, који се нашао међу инструментима сонде како би се подстакло учествовање образовних институција и шире јавности. Биће у функцији током првих седам орбита око планете, након чега ће престати да ради због утицаја Јупитеровог зрачења и магнетног поља.
(Главни истраживач: Мајкл Малин, Malin Space Science Systems)

Галерија[уреди]

Референце[уреди]

  1. Dunn, Marcia (5. 08. 2011). „NASA probe blasts off for Jupiter after launch-pad snags”. MSN. Приступљено 31. 08. 2011. 
  2. Winds in Jupiter's Little Red Spot almost twice as fast as strongest hurricane
  3. „NASA's Juno Spacecraft Launches to Jupiter”. NASA. 5. 08. 2011. Приступљено 5. 08. 2011. 
  4. Ray, Justin. „Video: When Juno launched to begin 5-year trek to Jupiter”. Spaceflightnow.com. Приступљено 5. 7. 2016. 
  5. „NASA - Juno's Solar Cells Ready to Light Up Jupiter Mission”. www.nasa.gov. Приступљено 22. 1. 2016. 
  6. „Atlas/Juno launch timeline”. July 28, 2011. Приступљено August 8, 2011. 
  7. Juno Mission Profile & Timeline Архивирано на сајту Wayback Machine (новембар 25, 2011) (енглески)
  8. Administrator, NASA (June 27, 2016). „Juno's Solar Cells Ready to Light Up Jupiter Mission”. Приступљено July 5, 2016. 
  9. Juno Spacecraft Overview Juno – NASA's Second New Frontiers Mission to Jupiter. Archive copy from September 2, 2011
  10. „Atlas/Juno launch timeline”. Spaceflight Now. July 28, 2011. 
  11. „NASA's Juno is Halfway to Jupiter”. NASA. August 12, 2013. Приступљено August 12, 2013. 
  12. „Earth Flyby | Mission Juno”. Mission Juno. Приступљено October 2, 2015. 
  13. „NASA's Juno Gives Starship-Like View of Earth Flyby”. Приступљено October 2, 2015. 
  14. Greicius, Tony. „Juno Earth Flyby”. NASA. Приступљено October 8, 2015. 
  15. Greicius, Tony (February 13, 2015). „NASA's Juno Gives Starship-Like View of Earth Flyby”. Приступљено July 5, 2016. 
  16. Perez, Martin. „Juno Spacecraft Breaks Solar Power Distance Record”. НАСА. Приступљено 14. 1. 2016. 
  17. Clark, Stephen. „Jupiter-bound Juno spacecraft breaks solar power distance record”. Spaceflightnow.com. Приступљено 22. 1. 2016. 
  18. Greicius, Tony. „NASA’s Juno Spacecraft Burns for Jupiter”. НАСА. Приступљено 4. 2. 2016. 
  19. Greicius, Tony (27. 5. 2016). „NASA's Juno Spacecraft Crosses Jupiter/Sun Gravitational Boundary”. НАСА. Приступљено 28. 5. 2016. 
  20. Greicius, Tony. „NASA's Juno Spacecraft Enters Jupiter's Magnetic Field”. NASA.gov. Приступљено 1. 7. 2016. 
  21. Clark, Stephen. „Timeline of Juno’s historic arrival at Jupiter”. Spaceflightnow.com. Приступљено 5. 7. 2016. 
  22. Clark, Stephen. „Juno switched to autopilot mode for Jupiter final approach”. Spaceflightnow.com. Приступљено 5. 7. 2016. 
  23. „Live Coverage of the Juno Orbital Insertion at Jupiter”. Youtube. Приступљено 5. 7. 2016. 
  24. Clark, Stephen. „Juno spacecraft braves the unknown at Jupiter to enter orbit”. Spaceflightnow.com. Приступљено 5. 7. 2016. 
  25. Beutel, Allard. „NASA's Juno Spacecraft in Orbit Around Mighty Jupiter”. NASA.gov. Приступљено 5. 7. 2016. 
  26. Gebhardt, Chris. „Juno successfully completes orbital insertion burn to arrive at Jupiter”. Nasaspaceflight.com. Приступљено 5. 7. 2016. 
  27. Clark, Stephen. „Live coverage: NASA’s Juno spacecraft arrives at Jupiter – Spaceflight Now”. Приступљено July 5, 2016. 
  28. Chang, Kenneth. „NASA’s Juno Spacecraft Enters Jupiter’s Orbit”. Приступљено 5. 7. 2016. 
  29. „Instrument Overview”. Wisconsin University-Madison. Приступљено October 13, 2008. 
  30. „Key and Driving Requirements for the Juno Payload Suite of Instruments” (PDF). JPL. Приступљено February 23, 2011. 
  31. „Juno Spacecraft: Instruments”. Southwest Research Institute. Архивирано из оригинала на датум April 26, 2012. Приступљено December 20, 2011. 
  32. „Juno Launch: Press Kit August 2011” (PDF). NASA. стр. 16—20. Приступљено December 20, 2011. 
  33. „MORE AND JUNO KA-BAND TRANSPONDER DESIGN, PERFORMANCE, QUALIFICATION AND IN-FLIGHT VALIDATION” (PDF). Laboratorio di Radio Scienza del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale, università "Sapienza". 2013. 
  34. T. Owen; S. Limaye (October 23, 2008). University of Wisconsin, ур. „Instruments : Microwave Radiometer”. 
  35. University of Wisconsin (ур.). „Juno spacecraft MWR”. Приступљено October 19, 2015. 
  36. „About Jiram”. IAPS (Institute for Space Astrophysics and Planetology of the Italian INAF). Приступљено June 27, 2016. 
  37. T. Owen; S. Limaye (October 23, 2008). University of Wisconsin, ур. „Instruments : The Jupiter Infrared Aural Mapper”. 
  38. University of Wisconsin (ур.). „Juno spacecraft JIRAM”. Приступљено October 19, 2015. 
  39. John Anderson; Anthony Mittskus (October 23, 2008). University of Wisconsin, ур. „Instruments : Gravity Science Experiment”. 
  40. University of Wisconsin (ур.). „Juno spacecraft GS”. Приступљено 2015. 
  41. University of Wisconsin (ур.). „Juno spacecraft JADE”. Приступљено 2015. 
  42. University of Wisconsin (ур.). „Juno spacecraft JEDI”. Приступљено October 19, 2015. 

Спољашње везе[уреди]