Текст уведомления здесь

Тайная жизнь гигантов

Что и как будет изучать зонд Juno, когда долетит до Юпитера

Зонд NASA Juno («Юнона») выходит на орбиту планеты-гиганта Юпитера. Согласно распространенной шутке, Юнона, жена Юпитера, летит узнать, как он проводит время со своими любовницами и любовниками. На самом деле миссия Juno не касается взаимоотношений Юпитера и его спутников — это исследование всецело посвящено гиганту.
Добавить в закладки
Комментарии

Главные научные задачи Juno — лучше узнать строение Юпитера. Это знание позволит лучше понять строение планеты и больше узнать о процессах формирования газовых гигантов в Солнечной и других планетных системах. Юпитер — уникальное тело для нашей системы, практически переходная форма от планеты к коричневому карлику. Чтобы стать коричневым карликом, Юпитеру понадобится найти где-то еще дюжину своих близнецов, а чтобы дойти до состояния звезды — восемь десятков. Тем не менее Юпитер уже совсем не та планета земного типа, которые сейчас лучше всего изучены. Всего под несколькими сотнями километров гелий-водородной газовой атмосферы Юпитер наполнен морем жидкого водорода, на дне которого еще более экзотическое вещество — металлический водород. Огромное давление и температура формируют условия, которые просто так невозможно даже представить на Земле, можно лишь провести математическое моделирование или получить миллиграммы подобного вещества в лаборатории. Как распределяются слои в недрах Юпитера, какие там процессы происходят, есть ли твердое ядро в самом центре? На эти вопросы должна ответить Juno.

Строение Юпитера: под облаками — слой смеси водорода и гелия толщиной около 21 тыс. км с плавным переходом от газообразной к жидкой фазе, затем — слой жидкого и металлического водорода глубиной 30-50 тыс. км. Внутри может находиться твердое ядро

Взгляд в Большое красное пятно позволит увидеть не только богатый внутренний мир Юпитера, но и лучше понять процессы формирования планетных систем и более экзотических объектов Вселенной — коричневых карликов.

Juno оборудована приборами, которые будут, каждый по-своему, извлекать знания из юпитерианских глубин.

Изображение: Kevin Gill / Wikipedia

Внешняя газовая оболочка — самая доступная для изучения, поэтому на нее нацелено больше всего приборов, но процессы, происходящие в юпитерианских облаках, должны подсказать, что происходит глубже. Внешнюю атмосферу Юпитера будут изучать два спектрометра: инфракрасный и ультрафиолетовый. Для «массового зрителя» установлена отдельная камера, которая снимает в видимом диапазоне. Ее задача — радовать нас красивыми фоточками, пока она не умрет от радиации.

Изображение: NASA

Инфракрасная камера позволит увидеть тепловые потоки в атмосфере на глубине до 70 км. Чтобы инфракрасные данные о Юпитере были полнее, его заранее стали наблюдать при помощи наземных телескопов, в том числе европейского VLT.

Изображение: L. Fletcher / ESO

В ультрафиолете будут наблюдаться полярные сияния Юпитера. Сейчас этим занимается только телескоп Hubble.

Изображение: NASA

Полярные сияния интересуют ученых не только с эстетической точки зрения. Магнитное поле Юпитера — самое сильное из планет Солнечной системы. Оно является причиной формирования самых мощных радиационных поясов, а хвост магнитосферы тянется на сотни миллионов километров аж до орбиты Сатурна. Природа его образования таится в глубинах Юпитера и связана с потоками жидкого металлического водорода во внешнем ядре планеты-гиганта, поэтому изучение магнитного поля и радиационных поясов — еще одна важная задача Juno.

Изображение: NASA

Например, уже сейчас известно, что у Юпитера, так же как и у Земли, географический полюс не совпадает с магнитным, из-за чего гигант кокетливо помахивает своими радиационными поясами.

В отличие от Земли, у Юпитера есть свой собственный источник заряженных частиц, который наполняет радиационные пояса. У нас приходится ждать солнечной вспышки, чтобы увидел полярные сияния, а Юпитеру достаточно очередного крупного извержения на ближайшем крупном спутнике Ио. А поскольку Ио бурлит всегда, то и фейерверки на полюсах Юпитера не редкость.

Изображение: NASA

Вулканы Ио выбрасывают пыль и газы, атомы которых ионизируются солнечным ультрафиолетом и пополняют магнитосферу Юпитера, становясь большой проблемой для космических аппаратов и возможных будущих покорителей Европы.

Для изучения заряженных частиц и плазмы Juno оснащена двумя датчиками низкоэнергичных и высокоэнергичных частиц. Специальная антенна будет изучать радиоволны, которые создаются полярными сияниями.

Магнитное поле будет картографировано при помощи магнитометра, расположенного на одном из «крыльев» космического аппарата. Этот прибор очень чуток к изменениям магнитного поля, поэтому его постарались вынести как можно дальше от электрооборудования Juno.

Изображение: NASA

Для повышения точности показаний магнитометр оснащен звездными датчиками, которые смогут определять положение прибора, ориентируясь по звездам. Когда Juno пролетала мимо Земли, звездные датчики удалось протестировать и одновременно использовать в качестве видеокамеры.

Изображение: NASA

Взгляд в самое нутро атмосферы Юпитера Juno произведет при помощи микроволнового радиометра. Он позволит наблюдать тепловые потоки на глубине до 600 км.

Наконец, одно из самых, пожалуй, важных исследований будет проведено путем регистрации отклонений гравитационного поля планеты. Результатом должно стать понимание строения Юпитера и распределения слоев, уточнение массы его ядра и более точное понимание его состава. Как ни странно, для этих целей не предназначено отдельного прибора. Анализ будет производиться по радиосигналу: неоднородности гравитационного поля на ничтожные доли процента будут менять скорость космического аппарата, и эти отклонения будут определяться на Земле по эффекту Допплера, который будет удлинять или укорачивать волну радиосигнала Juno.

Космический аппарат будет вращаться по вытянутой полярной эллиптической орбите, удаляясь на 3,5 млн км и сближаясь на 5 тыс. км. Благодаря этому мы сможем впервые увидеть полюсы Юпитера, которые еще не удавалось снять ни одному зонду.

Изображение: NASA

Каждый виток на орбите будет занимать 14 дней. Эта орбита предназначается для исследовательской работы, но Juno не сразу на нее выйдет. Работа у Юпитера начнется с 53,5-суточной орбиты, а этап научной работы начнется только в ноябре 2016 года. Меньше чем через полтора года, к февралю 2018 года, миссия Juno завершится и аппарат будет сведен в плотные слои атмосферы планеты-гиганта. Такое бесследное уничтожение аппарата предусмотрено, чтобы избежать опасности заражения земными микроорганизмами поверхности спутников Юпитера, прежде всего Европы, где надеются найти собственную жизнь.

Изображение: NASA

Если повезет, за время работы Juno на Юпитер упадет очередной крупный астероид, и это событие удастся исследовать всем инструментарием. Как показывают наземные наблюдения, такие столкновения для Юпитера не редки, хотя предшественнику Juno — зонду Galileo — в 90-е повезло еще больше: он смог наблюдать падение кометы Шумейкеров—Леви 9 в 1994 году.

Изображение: NASA

Любопытно, что до сих пор в верхней атмосфере Юпитера наблюдается повышенное содержание воды в тех регионах, куда произошло падение фрагментов кометы. Это открытие было

сделано

инфракрасным телескопом Herschel, и Juno тоже попытается оценить запасы воды.

Juno далеко не первый исследователь Юпитера, но большинство зондов пролетало мимо и изучало лишь с пролетных траекторий.

Почти всегда гигант использовался для ускорения при гравитационных маневрах, и лишь в 90-е к нему прилетел аппарат NASA Galileo.

В отличие от Galileo, Juno полностью посвятит себя исследованию Юпитера, проведет более тесные сближения и осмотр полярных областей.

Следить за полетом Juno можно на сайте

whereisjuno.info

, в приложении для настольных компьютеров

NASA Eyes

или в

SolarWalk

для iOS.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Проверка на «планетопригодность»

Как найти и проверить тысячи экзопланет и обнаружить на них жизнь

Телескоп «Кеплер» за несколько лет нашел тысячи кандидатов в экзопланеты. Их так много, что ученые не могут вручную проверить все и ищут способы переложить работу на алгоритмы. Насколько они надежно работают, а главное, когда же хоть на одной из этих тысяч планет найдется жизнь, «Чердак» расспросил экспертов.
Добавить в закладки
Комментарии
Как найти экзопланету

«

Кеплер

» восьмой год обращается вокруг Солнца с периодом в 372,5 дня и ищет экзопланеты — планеты у других звезд. Когда планета проходит между телескопом и звездой, она частично заслоняет звезду, и по мерцанию ее света ученые определяют некоторые характеристики планеты. Такой метод называется транзитным. [ ... ]

Читать полностью

Европейские фонтаны

«Хаббл» подтвердил существование водяных гейзеров на спутнике Юпитера Европе

Астрономы, наблюдавшие Европу с помощью телескопа «Хаббл», объявили, что им удалось увидеть на спутнике водяные гейзеры. Европа известна своим подповерхностным океаном, воды в котором больше, чем на всей Земле. Можно ли доверять новым данным «Хаббла» и как гейзеры помогут найти на спутнике жизнь, если она есть, «Чердаку» рассказали эксперты.
Добавить в закладки
Комментарии
Соленый океан

Первые детальные снимки Европы были получены «Вояджерами» — космическими аппаратами, запущенными в 1977 году для исследования внешних планет Солнечной системы. На этих изображениях была видна ледяная поверхность Европы, необычно гладкая, без гор и почти без кратеров, но покрытая сетью трещин, очень похожих на трещины в ледяных щитах на Земле. Вид этих трещин позволил предположить, что под поверхностью Европы существует слой воды.

Трещины на поверхности Европы напоминают те, что можно увидеть на Земле на Гренландском ледяном щите
Трещины на поверхности Европы напоминают те, что можно увидеть на Земле на Гренландском ледяном щите. Фото: NASA/JPL

Следующий космический аппарат, «Галилео», который отправился к Юпитеру в 1989 году, уделил Европе куда больше внимания, чем его предшественники, и подтвердил, что поверхность спутника скрывает океан соленой воды. [ ... ]

Читать полностью

Мы — то, что ели они

Как пищевые привычки наших предков изменили наши гены

Тысячелетиями человек приспосабливался к условиям жизни: погоде, хищникам, смене дня и ночи и, конечно, еде. Пищевые привычки тех времен до сих пор скрыты в наших генах. Татьяна Татаринова, профессор Университета Южной Калифорнии, помогла «Чердаку» разобраться во влиянии генов на современную жизнь человека.
Добавить в закладки
Комментарии

Пыль, жара, толпа в ожидании, два мальчика хлещут друг друга кнутами по спинам. Так выглядит обряд инициации у народа фулани, проживающего на обширной территории в Западной Африке. От деревни к деревне в обряде посвящения в мужчины бывают вариации, но суть везде одинаковая: докажи, что ты мужчина своим терпением и стойкостью.

В 2015 году ученые нашли следы этого жестокого обычая в ДНК представителей племени фулани: их гены, кодирующие белки вкусовых рецепторов, подверглись мутациям, которые

снизили чувствительность рецепторов

. Оказывается, незадолго до начала инициации мальчикам дают выпить пальмовое пиво с таким жутким вкусом, что выдержать его можно только после нескольких лет упорных тренировок и с притупленным ощущением вкуса. Иначе эту дрянь не выпьешь, а без нее вытерпеть жестокие удары невозможно. [ ... ]

Читать полностью