Проект "Юнона" выяснит наличие воды на Юпитере

Вода — колыбель жизни. Ее свойства поражают биологов и биофизиков, и их изучение бурно развивается в наше время. Но и для обычного человека потребление воды является насущной необходимостью. Поэтому при исследовании планет и малых тел в Солнечной системе ученые прежде всего интересуются: есть ли там это весьма необходимое для жизни вещество?

Фото:

Когда впервые автоматическая межпланетная станция Галилей (Galileo) в 1995 году погрузилась в громадную бушующую атмосферу Юпитера, газового гиганта, там были выявлены только следы воды! Поразительно — в атмосфере было очень мало воды…

Для непосредственного исследования Юпитера, самой большой планеты в окружении Солнца, в июне 2005 года началась разработка нового проекта "Юнона" (Juno), в числе задач которого планировался и поиск воды. Она продолжалась дольше запланированного времени и требовала увеличения финансирования: уже в декабре 2008 года было заявлено, что учитывая инфляцию и перенос запуска на август 2011 года, общий бюджет миссии превысит один миллиард долларов.

Реальный запуск "Юноны" был совершен 5 августа 2011 года, это второй проект в рамках программы "Новые границы" (NewFrontiers). Цель миссии — выход станции на полярную орбиту Юпитера в 2016 году, изучение его магнитного поля, исследование ядра гиганта, а также атмосферы планеты. Будет определено содержание в ней воды и аммиака и построена карта юпитерианских ветров. "Юнона" является первым аппаратом на солнечных батареях, предназначенным для работы на большом удалении от Солнца.

Солнечные панели на "Юноне" уникальны, они заменяют использовавшиеся ранее в дальних миссиях радиоизотопные термоэлектрические генераторы. Долетев до Юпитера, "Юнона" будет получать всего четыре процента солнечного света, который освещал аппарат у Земли, ведь она будет работать на расстоянии в пять а. е. от Солнца!

Читайте также: "Спектр" и "Рассвет" раскроют тайны космоса

Итак, "Юнона" использует трилистник симметрично расположенных солнечных панелей. Каждый лепесток длиной 2,7 метра в ширину и 8,9 метра в длину. Один из них уже других, его ширина составляет 2,091 метров, это нужно для складывания панелей при старте. Общая площадь панелей — 60 квадратных метров. На орбите Земли они бы производили около 15 киловатт энергии. У Юпитера мощность будет равна 486 ватт, и со временем она уменьшится до 420 ватт, но этого должно хватить для успешной работы приборов. Также на "Юноне" находятся два литий-ионных аккумулятора, предназначенные питать аппаратуру во время прохождения в тени, их зарядка приходится на периоды, когда панели генерируют излишки энергии.

Путешествие этого уникального аппарата только началось — сейчас он находится в 540 миллионах километров от Земли и приблизится к ней для совершения гравитационного маневра в 2013 году. Земля отбросит "Юнону" к Юпитеру, придав ей большую скорость в нужном направлении. В этом и состоит суть гравитационного маневра.

В 2016 году аппарат долетит до цели и нырнет в атмосферу планеты-гиганта, в конце миссии сгорит при торможении, но осуществит свои исследования на этапе погружения в атмосферу. А первая задача "Юноны" — определить количество воды на Юпитере.

Как известно, не только Земля, но даже Марс и Луна весьма богаты водой. В теории образования планет определялось, что в газовых гигантах воды должно быть гораздо больше. Солнечное излучение в теории должно изгонять воду из протопланетного облака тем сильнее, чем ближе к светилу. Полагают, что Юпитер первоначально формировался даже дальше от Солнца, чем сейчас, — это подразумевает наличие большого количества воды, следы которой должны быть обнаружены в атмосфере.

Научные приборы на борту "Юноны" увидят и зарегистрируют полярные сияния планеты, дистанционно исследуют твердое планетарное ядро, изучат и картируют мощное магнитное поле Юпитера, измерят в глубинах атмосферы количество воды и аммиака.

Для измерения магнитного поля миссия снабжена феррозондовым магнитометром и прибором для регистрации положения станции относительно магнитного поля планеты. Эти инструменты нужны для картирования магнитного поля и изучения динамики процессов в магнитосфере, а также определения трехмерной структуры магнитосферы на полюсах Юпитера.

Структуру атмосферы исследует микроволновый радиометр, регистрирующий излучение с длиной волны 1,3-50 сантиметров, скомпонованный из шести отдельных радиометров. Он будет работать в глубинах атмосферы Юпитера. Важной задачей является исследование глубины циркуляции атмосферы.

Внутренняя структура планеты будет изучена по измерениям гравитационного поля, способом картирования распределения масс на Юпитере. Поверхность Юпитера будет тщательно сфотографирована трехцветной видеокамерой, единственной на "Юноне", JunoCam (JCM). А также по традиции аппарат доставит на Юпитер подарки.

Во-первых, это будет "мемориальная доска" Галилео Галилею. Табличка была представлена Итальянским космическим агентством, ее размер составляет 7,1 на 5,1 сантиметров, а вес — шесть граммов. На табличке изображен сам Галилей, а также надпись, сделанная им в январе 1610 года, когда он впервые наблюдал объекты, которые впоследствии стали известны как Галилеевы спутники.

Кроме того, к Юпитеру летят три алюминиевых "пассажира" — фигурки LEGO — Галилей и супружеская чета римских богов Юпитера и его жены Юноны. В римской мифологии Юпитер скрывал свои шалости пеленой облаков, а Юнона с горы Олимп смотрела поверх облаков и могла все видеть. Поэтому Юнона держит в руках увеличительное стекло — она хорошо видела происходящее. Ну, а громовержец Юпитер вооружен молнией гнева. Улыбка человечества сопровождает движение "Юноны".

Вообще, утверждение "Как вы шхуну назовете, так она и поплывет!" — очень чтится в космонавтике. Миссия с именем легендарного находчивого Улисса была очень успешной, а злобный воинственный Марс часто проявлял себя, как негостеприимный хозяин…

Итак, загадка миссии Galileo о малом количестве воды на Юпитере будет перепроверена. "Мы посылаем "Юнону" туда, чтобы попытаться понять и объяснить происхождение и эволюцию Юпитера, выяснить, сколько же воды там имеется, на что это похоже изнутри, что там за атмосфера?", — подытожил Фрэн Багенэл из Колорадского университета на последней встрече Американского астрономического общества в Анкоридже (США).

Читайте также: Юпитер съел собственное сердце

Придется ли пересматривать существующую модель формирования Солнечной системы? Этот кардинальный вопрос очень важен, и миссия "Юноны" поможет сформулировать ответ. Пожелаем "Юноне" удачи, больших успехов ее создателям и конструкторам.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"