"Juno" ("Juno") | |
---|---|
Juno Jupiter sarki keringő | |
| |
Vevő | NASA / JPL |
Gyártó | lockheed martin |
Operátor | NASA |
Feladatok | A légkör, a mágneses tér és a magnetoszféra, a Jupiter belső szerkezetének tanulmányozása , a szelek feltérképezése |
Műhold | Jupiter |
Indítóállás | Canaveral SLC-41 |
hordozórakéta | "Atlas-5" 551-es verzió |
dob | 2011. augusztus 5., 12:25:00 UTC |
Belépés a pályára | 2016. július 5. [1] |
A repülés időtartama | 11,2 év |
COSPAR ID | 2011-040A |
SCN | 37773 |
Ár | Körülbelül 1 milliárd dollár |
Műszaki adatok | |
Súly | 3625 kg |
Méretek |
3,5 m x 3,5 m , vagy 20 m kihelyezett napelemekkel [2] |
Átmérő | 3,5 m [3] |
Erő | 420 W |
Áramforrás | Három napelem szirma 18 698 elemből |
mozgató | LEROS-1b (fő) |
Orbitális elemek | |
Hangulat | 1,6 rad |
apocenter | 8.100.000 km |
percenter | 4200 km |
Vitkov naponta | 1/53,5 átállással 1/14 fordulatra (2016.10.19-től) |
A küldetés logója | |
missionjuno.swri.edu | |
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon |
A Juno (más néven Juno , angolul Juno , Jupiter Polar Orbiter ) a NASA automatikus bolygóközi állomása, amelyet 2011. augusztus 5-én indítottak a Jupiter felfedezésére [4] , és a New Frontier program második projektje lett . Az űrszonda 2016. július 5-én lépett a gázóriás sarki pályájára; A Juno lett a második űrszonda, amely a Jupiter körül keringett, a Galileo után , amely 1995 és 2003 között keringett a gázóriás körül [5] , és az első, amely a sarki pályára lépett .
A küldetés célja a bolygó gravitációs és mágneses tereinek tanulmányozása , valamint annak a hipotézisnek a tesztelése, hogy a Jupiternek szilárd magja van. Ezenkívül a készüléknek tanulmányoznia kell a bolygó légkörét - meghatározva a benne lévő víz- és ammóniatartalmat , valamint térképet kell készíteni a 618 km/h-s sebességet elérő szelekről [6] . Juno folytatta a Jupiter déli és északi pólusának régióinak tanulmányozását is , amelyet a Pioneer-11 AMS 1974-ben ( északi sarkvidék ) [7] és a Cassini AMS 2000-ben (déli sarkvidék) [8] indított el .
Az űreszközt napelemek hajtják, ami inkább a földi bolygók közelében közlekedő járművekre jellemző , míg az RTG -ket leggyakrabban a külső bolygókra irányuló repüléseknél használják . A Juno napelemei a legnagyobb napelemek, amelyeket jelenleg automatizált bolygóközi állomások használnak elektromos áram előállítására. Mindemellett három napelemnek van döntő szerepe a készülék stabilizálásában [9] . Az egyik elem végére egy magnetométer van rögzítve .
Az űrhajó neve a görög-római mitológiából származik. Jupiter isten felhőfátyollal takarta el magát, hogy elrejtse trükkjeit, de felesége, Juno istennő képes volt átnézni a felhőkön és meglátni valódi természetét [10] .
A Juno az első Jupiter küldetés, amely radioizotópos termoelektromos generátorok helyett napelemeket használ . Ugyanakkor, miközben a Jupiter körül kering, a Juno a napfénynek csak 4%-át fogja megkapni, amit az eszköz a Földön kaphatna [11] , azonban a gyártástechnológia és az akkumulátor hatékonyságának az elmúlt évtizedekben bekövetkezett fejlődése lehetővé tette a napelemek használatát. elfogadható méretűek 5 AU távolságra a naptól.
A Juno három szimmetrikusan elrendezett napelemsort használ. Ezen tömbök mindegyike 2,7 méter széles és 8,9 méter hosszú. Az egyik tömb valamivel keskenyebb, mint a többi, szélessége 2,091 méter , ami azért van, hogy megkönnyítse az akkumulátorok összecsukását az induláskor. Az összes akkumulátor teljes területe 60 m² . Ha az akkumulátorokat a Föld körüli pályán használnák, körülbelül 15 kilowatt teljesítményt termelnének . A Jupiter pályáján az akkumulátor teljesítménye mindössze 486 watt lesz , míg idővel a sugárzás hatására 420 wattra csökken [12] . A napelemek szinte a repülés teljes időtartama alatt napfénynek lesznek kitéve.
A fedélzeten két lítium-ion akkumulátor is található , amelyeket arra terveztek, hogy az árnyékban haladva táplálják a készüléket. Az akkumulátorok akkor töltődnek fel, ha többletteljesítmény áll rendelkezésre [13] .
Légköri szerkezet:
Microwave Radiometer (MWR) - mikrohullámú radiométer ; 1,3-50 centiméter hullámhosszú sugárzást rögzít, hat különálló radiométerből áll; a fő cél a Jupiter légkörének mélyrétegeinek tanulmányozása. Áthatoló képesség - 550 kilométer mélyen a bolygó felhőibe. Az MWR segíthet megválaszolni azt a kérdést, hogy hogyan keletkezett a Jupiter, és milyen mélyre megy a Galileo űrszonda által észlelt légköri keringés . A radiométer a légkörben lévő ammónia és víz mennyiségét vizsgálja [13] [14] .
Mágneses tér: Flux Gate
Magnetometer (FGM) és Advanced Stellar Compass (ASC). Ezek az eszközök a mágneses tér feltérképezésére és a magnetoszférában
zajló folyamatok dinamikájának tanulmányozására szolgálnak , valamint a Jupiter pólusainál a magnetoszféra háromdimenziós szerkezetének meghatározására [13] [15] .
A pólusokon lévő magnetoszféra tanulmányozására szolgáló program:
Jovian Aurora Distribution Experiment (JADE) a Jupiter auróráinak tanulmányozására szolgál.
Az energetikai részecskedetektor (JEDI) rögzíti a hidrogén , hélium , oxigén , kén és egyéb ionok eloszlását a pólusokon.
A WAVES egy spektrométer az aurora régiók tanulmányozására .
UV spektrográf (UVS) - ultraibolya sugárzás spektrográf ; rögzíti az ultraibolya fotonok hullámhosszát, helyzetét és idejét; spektrogramot szolgáltat az aurora régiók ultraibolya sugárzásáról [16] .
Belső felépítése:
Gravity Science Experiment (GSE) - a gravitációs tér mérésével a készülék elkészíti a Jupiter tömegeloszlásának térképét [17] .
Felületi képalkotás: A
JunoCam (JCM) egy háromszínű rögzített videokamera, az egyetlen a szondán. Ugyanazzal a technológiával készült, mint a Curiosity rover MARDI kamerája, és 2 megapixeles (1600 × 1200 pixeles) Kodak KAI-2020 szenzorral rendelkezik. A kamera úgy van megtervezve, hogy a legrészletesebb képek csak a szonda bolygóhoz való legközelebbi megközelítésekor, a felhőktől 1800–4300 km magasságban készüljenek el, és 3–15 km/pixel felbontású lesz ( összehasonlításképpen: a Hubble-teleszkóp 600 millió km -es távolságból 2009-ben 119 km /pixel felbontású képet tudott készíteni a bolygóról [18] ). Az összes többi kép felbontása jóval kisebb, körülbelül 232 km /pixel lesz, így a kamera képességei nem teszik lehetővé a Jupiter műholdjainak felvételét (a pálya legtávolabbi pontján maga a Jupiter ilyen részletességgel kb . 75 pixel átmérőjű, és az Io , még ha közvetlenül a "Juno" felett lesz is, körülbelül 345 ezer km távolságban , mérete csak körülbelül 16 pixel lesz, a többi műhold képe még kevésbé lesz tiszta. ). Ezenkívül a távközlési korlátozások miatt a Juno minden 14 napos keringési periódusból csak 40 MB adatot ( 10–1000 fényképet ) tud továbbítani a Földre [19] . Feltételezzük, hogy mielőtt a Jupiter sugárzása letiltja a kamera elektronikáját, lesz ideje elegendő számú képet készíteni a készülék nyolc bolygó körüli pályáján [20] .
Az űrhajó fedélzetén egy Galileo Galilei -nek szentelt lemez található . A tányért az Olasz Űrügynökség mutatta be , mérete 7,1 x 5,1 centiméter , súlya 6 gramm . A tábla magát Galileit ábrázolja, valamint egy feliratot, amelyet 1610 januárjában készített, amikor először figyelte meg a Galilei műholdak néven ismertté váló objektumokat .
A fedélzeten három LEGO figura is található - Galilei, Jupiter római isten és felesége, Juno [21] . Juno figurája nagyítót tart a kezében, az igazság keresésének szimbólumaként, Jupiter pedig egy villámot. Míg a hagyományos LEGO figurák műanyagból készülnek, ezek a figurák alumíniumból készültek, hogy ellenálljanak a repülés szélsőséges körülményeinek [22] .
2005 júniusában a küldetés az előzetes tervezési szakaszban volt. Az eszközt a Lockheed Martin Space Systems építette a NASA Jet Propulsion Laboratory irányítása alatt . A NASA Tudományos Programok Igazgatóságának vezetője, Alan Stern 2007 májusában kijelentette [23] , hogy a 2008-as pénzügyi évre az előzetes tervezési fázisok befejeződtek, és a projekt készen áll a megvalósításra [24] .
A munka során a Juno egyes alkatrészeinek fejlesztési ideje a tervezetthez képest meghosszabbodott. A késés egyik oka a 2009-es közép-olaszországi földrengés volt , amely károkat okozott az AMC-komponenst gyártó üzemben [25] .
A bevezetésre 2011. augusztus 5-én került sor. A kilövéshez az 551-es verziójú Atlas-5 hordozórakétát használták orosz gyártmányú RD-180 motorral [26] . A Jupiter repülési ideje 4 év 11 hónap volt. A pályára lépés időpontja 2016. július 5. [4] . A szondát egy megnyúlt poláris pályára tervezték küldeni, körülbelül 11 földnapos forgási periódussal, a bolygó maximális megközelítése pedig kevesebb, mint 5000 km [27] [28] ; 2015 nyarán kiigazításokat hajtottak végre: úgy döntöttek, hogy megváltoztatják a pályát, hogy a szonda ne 11 földi nap alatt tegyen meg egy fordulatot a Jupiter körül, ahogy korábban gondolták, hanem 14 napon belül.
A fő küldetésnek több mint egy évig kell tartania. A korábbi járművekkel ellentétben, amelyek feltárták a Jupitert és radioizotópos termoelektromos generátorral (RITEG) rendelkeztek az energiával, a Junónak három 8,9 m hosszú napeleme van ( az egyik szélessége 2,1 m , a többié pedig 2,9 m) 50%-kal . a hatékonyság és a sugárzásállóság növekedése a korábbi küldetésekhez képest, valamint két lítium-ion akkumulátor , egyenként 55 amperórás kapacitással . A generált energia összteljesítménye a küldetés kezdetén 490 W , a küldetés befejezésekor pedig 420 W [2] .
2011. március 13-án a Lockheed Martin Space Systems tesztpadján Juno sikeresen átment egy kéthetes hőmérsékleti teszten vákuumkamrában [29] .
A kezdeti tervezési szakaszban, 2005-ben azt tervezték, hogy a küldetés költsége nem haladja meg a 700 millió USD-t, feltéve, hogy a kilövést legkésőbb 2010. június 30-ig végrehajtják [30] . Később azonban a költségek összegét felfelé módosították. 2008 decemberében kijelentették, hogy tekintettel az inflációra és az indulás 2011 augusztusára halasztására, a misszió teljes költségvetése valamivel meghaladná az 1 milliárd dollárt [31] .
2012. augusztus 30-án, a Földtől 483 millió kilométerre, a Mars pályáján kívül elvégezték a repülési útvonal első korrekcióját. A LEROS-1b főmotor 29 perc 39 másodpercre volt bekapcsolva [32] .
2012. szeptember 14-én megtörtént a második pályakorrekció. A Juno főhajtóműve pénteken UTC 15:30-kor kezdte meg működését, amikor az űrszonda 480 millió kilométerre volt a Földtől [33] . Körülbelül 30 percig dolgozott, és 376 kilogramm üzemanyagot fogyasztott.
Két korrekció eredményeként a szonda sebessége másodpercenként 388 méterrel nőtt [34] , és a repülési útvonalat visszairányították a Földre a 2013. október 9-re tervezett Földrepülési gravitációs segítséghez [32] .
2013 februárjáig a szonda 1 milliárd kilométeres távolságot tett meg .
2013. március 17-én Juno már másodszor keresztezte a Mars pályáját a Föld felé.
2013. május 29-től az állomás Inner Cruise 3 néven repülési fázisban volt , ami 2013 novemberéig tartott [35] .
2013. október 9-én Juno gravitációs manővert hajtott végre a Föld közelében, annak felszínétől 559 km -re, hogy felgyorsítsa a berendezést [36] . A gravitációs manőver során a berendezés sebességnövekedése 7,3 km/s volt ; a szonda sebessége a gravitációs manőver után majdnem megháromszorozódott, és a Naphoz viszonyítva körülbelül 40 000 km/h -t ( 11,1 km/s ) tett ki. Ezenkívül tudományos műszerek tesztelését is elvégezték, amelynek során rendellenes helyzet állt elő - a szonda alvó üzemmódba vált; A problémát október 17-én teljesen kijavították. A Földhöz közeledve Juno képeket készített Dél-Amerika partjairól és az Atlanti-óceánról ; a Jupiterről is készült kép (a távolság ekkor 764 millió km volt ). A következő képek már a Jupiter pályájáról készülnek.
2016. július 5-én a Juno űrszonda 2,8 milliárd km ( 18,7 AU ) megtétele után elérte a Jupiter pályáját.
2016. augusztus 27-én 13:44 GMT-kor az eszköz a bolygóhoz képest 208 ezer kilométeres óránkénti sebességgel haladt át a Jupiter felett, a minimális magasság pedig 4200 kilométer volt a légkör felső szélétől. Ezzel egy időben a készülék az óriásbolygó északi sarkvidékéről készített képeket [37] .
dátum | Esemény | Állapot |
---|---|---|
2011. augusztus 5 | dob | Siker [38] |
2012. augusztus 31 | A gravitációs manőver első korrekciója a sebesség növelése érdekében | Siker [39] |
2012. szeptember 18 | Második manőverkorrekció a Földre való visszatéréshez a Jupiter felé vezető úton a sebesség növelése érdekében | Siker [40] |
2013. augusztus 13 | Félúton a Jupiterhez | Siker [41] |
2013. október 9 | Gravitációs manőver a Föld közelében a sebesség 40 000 km/h -ra ( 11,1 km/s ) növelésére | Siker [42] |
2013. október 10 | Váltás "csökkentett módba" | Ideiglenes leállás [43] |
2013. október 12 | Kilépés a biztonságos módból" | Siker [44] |
2016. június 29 | A Jupiterről és holdjairól készült első fényképek továbbítása a Junóból | Siker [45] |
2016. június 30 | A "napszél énekének" átvitele a Jupiter rendszerből | Siker [46] |
2016. július 5 | Átmenet a Jupiter körüli pályára | Siker [47] |
2016. július 6 | Öt tudományos műszer bekapcsolása, miután kikapcsolták őket, mielőtt a Jupiter körül keringenek | Siker [48] |
2016. július 13 | Az első képek átvitele a Jupiter pályájáról a Földre | Siker [49] |
2016. augusztus 27 | Jupiter legközelebbi megközelítése | [ötven] |
2016. október 19 | Az 53,5 -ről 14 napos pályára
tervezett átállást törölték. Az eszköz egy köztes 53,5 napos pályán marad a küldetés végéig. Tekintettel arra, hogy a telemetria a meghajtórendszer héliumrendszerében egyes szelepek hibás működését mutatta ki, a manővert először a bolygó következő, 2016. december 11-i megközelítéséig halasztották [51] , majd a manővert határozatlan időre elhalasztották [ 51] 52] | |
2021. június 7 | 1040 km-re repül Ganymedestől ( PJ34 ). Az űrhajó keringési idejét 53-ról 43 napra csökkentették.
Júniusban a Juno szonda visszaküldte 20 év után az első fotót Ganümédészről , amely 1000 km-es távolságból készült. [53] |
Siker |
2021. július | A fő küldetés teljesítése. Az űreszköz áthelyezése új pályákra (42 további pálya) a Jupiter galileai műholdjainak tanulmányozása érdekében (a Callisto kivételével) és a Jupiter tanulmányozásának folytatása [54] | Siker |
2022. szeptember 29 | Az Európa (PJ45) felszínétől 352 km -re [55] repülve az eszköz keringési ideje 43 napról 38 napra csökken. [56] | Siker |
2023. december 30 | Io flyby (PJ57), az eszköz keringési ideje 38-ról 35 napra csökken | Tervezett |
2024. február 3 | Io flyby (PJ58), az eszköz keringési ideje 35-ről 33 napra csökken | Tervezett |
Az eszköznek 37 fordulatot kell megtennie a Jupiter körül, amelyek mindegyike 14 földi napot vesz igénybe. Az apparátus forgatása úgy lesz megadva, hogy mindegyik tudományos műszer teljesítse feladatát.
2016 novemberében a Juno 20 napon belül 2 kalibrációs pályát fog megtenni a bolygó körül, hogy beállítsa a tudományos berendezéseket.
A Juno infravörös és mikrohullámú műszerekkel méri a bolygó mélyéből kiáramló hősugárzást . Ezek a megfigyelések tovább javítják a bolygó összetételével kapcsolatos korábbi tanulmányok képét a víz, és így az oxigén mennyiségének és eloszlásának becslésével. Ezek az adatok segítenek képet alkotni a Jupiter eredetéről. Ezenkívül a Juno feltárja a légkör általános keringését irányító konvekciós folyamatokat . Más műszerek segítségével adatokat gyűjtenek majd a bolygó gravitációs teréről és a magnetoszféra poláris területeiről [13] .
Az apparátustól kapott információk elemzése több évig tart.
Azt tervezték, hogy 2021-ben az eszközt leállítják a pályáról, de 2020 októberében javasolták a küldetés 2025-ig történő meghosszabbítását és a Jupiter galileai műholdain végzett kutatást.
2022. szeptember 29-én a „Juno” Európa közelében repül. A minimális távolság a műhold felszínétől mindössze 358 km lesz.
A tervek szerint 2021-ben az eszközt deorbitálják és egy gázóriás légkörébe küldik , ahol kiég [1] . Ezt azért teszik, hogy a jövőben elkerüljék az ütközést a Jupiter egyik galileai műholdjával (ahol az élet létezésének lehetősége megengedett, így a Földről származó biológiai anyaggal való szennyeződésük nem kívánatos) [57] . 2020 októberében, az IKI RAS-ban tartott XI. Moszkvai Nemzetközi Naprendszer-kutatási Szimpóziumon azonban a NASA Juno-missziójának vezetője, Scott Bolton elmondta, hogy az eszköz kiváló állapotban van, így a tudósok ezt teszik. nem akarják elpusztítani, hanem meghosszabbítják a küldetést 2025-ig, hogy a galileai műholdak feltárására összpontosítsanak; A küldetés terveit a Juno tudományos csapata már benyújtotta a NASA-nak, és a tudósok arra számítanak, hogy decemberben hivatalosan is jóváhagyják azokat [58] .
A meghosszabbított küldetés részeként a Junónak további 44 Jupiter körüli pályát kell teljesítenie. Minden egyes elrepüléssel fokozatosan megközelíti a bolygó északi sarkát a szonda, a Jupiter és műholdai közötti gravitációs kölcsönhatások miatt. A pólus megközelítése és a pálya változásai segítik Junót abban, hogy részletesen tanulmányozza a sarki hurrikánok háromdimenziós szerkezetét, valamint megmérje a Jupiter magnetoszférájának korábban feltáratlan szegmenseinek tulajdonságait. Ennek köszönhetően a szonda számos megközelítést fog végrehajtani Ganymedes, Europa és Io felé. A NASA szakértői szerint a Juno ezer kilométeres távolságban közelíti meg a Ganymedest, Európával - rekord alacsonyan, 320 kilométerrel, az Io-val pedig 1,5 ezer km-re. A tudósok azt remélik, hogy ezzel a Juno számos új tulajdonságot fedez fel a Jupiter holdjaiban, még a JUICE és az Europa Clipper küldetések érkezése előtt . Bolton és munkatársai különösen azt tervezik, hogy megmérik az Európa jégtakaró vastagságát, elkészítik felszínének legrészletesebb térképét 100-200 km-es felbontással, és lefotózzák a gejzírek kibocsátását is, ha azok a jégtakaró idején előfordulnak. Juno közeledik a műholdhoz. Hasonlóképpen, a tudósok azt remélik, hogy az Io-val való közeli találkozások segítségével megállapíthatják, van-e egyetlen olvadt magmaóceán a belsejében, és megvizsgálják, hogy a Jupiterrel és a szomszédos objektumokkal való kölcsönhatásból származó árapály-erők hogyan melegítik fel és olvasztják meg a magma belsejét. ezt az égitestet..
Az Io és az Európa [59] felszínének térképeit a bolygókutatók összevetik a Juno elődje, a Galileo szonda adataival .
2 Ganymedes, 3 Europa és 11 Io átrepülését tervezték; Callisto átrepülését nem tervezték [60] .
JunoCam fotó a Jupiter déli sarkáról ( 2017-05-25 )
A JunoCam felvétele a Jupiter Nagy Vörös Foltjáról és a Jupiter viharos déli féltekéjéről ( 2019-02-12 )
Közeli kép a Nagy Vörös Foltról , 8000 km-rel a Jupiter légköre felett, JunoCam (2017-07-11)
A Jupiter É -i pólusáról készült 3D infravörös kép a JIRAM által gyűjtött adatokból származott (2018-04-11) [61]
A JIRAM műszer infravörös felvétele a Jupiter északi sarkán lévő ciklon viharokról (2020-07-31)
Ciklonális viharok képe a Jupiter déli sarkán, a JIRAM infravörös felvétele (2019-12-12)
16. Juno elrepül a Jupiter mellett
"Repülés" Jupiter felett (2020-06-02)
JunoCam kép Ganümédészről ( 2021-06-10 ). A világos felületek, a közelmúltbeli becsapódások nyomai, a bordázott felület és a fehér északi sarki sapka (a kép jobb felső sarkában) vízjégben gazdag.
Az űrszonda tájolásához használt Juno kamera fekete-fehér képet készített az Európa mellett, 2022. szeptember 29-én, mintegy 412 km-es távolságból. A kép körülbelül 150x200 km-es Európa felszínét fedi le.
A közösségi hálózatokon | |
---|---|
Szótárak és enciklopédiák |
Jupiter-kutatás űrhajóval | |
---|---|
Egy repülő röppályáról | |
pályáról | |
Leszállási szondák | |
Jövőbeli küldetések | |
Törölt küldetések | |
Lásd még |
|
|
---|---|
| |
Az egy rakétával indított járműveket vessző választja el ( , ), a kilövéseket egy pont ( · ) választja el. A személyzettel ellátott járatok félkövérrel vannak kiemelve. A sikertelen indítások dőlt betűvel vannak jelölve. |
A Lockheed és a Lockheed Martin Corporation repülőgépei és űrtechnológiája | |
---|---|
Harcosok | |
Dobok | F-117 Nighthawks |
Katonai szállítás | |
Intelligencia | |
Utas | |
erősen felfegyverkezve | AC-130 Spectre |
Általános rendeltetésű | |
Kiképzés | |
Járőr | |
Személyzet nélküli | |
Helikopterek |
|
űrhajó | |
műholdak | |
Katonai műholdak | |
Indítsa el a járműveket |