في 14 أبريل 2023، أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية مهمة مستكشف أقمار المشتري الجليدية (JUICE) إلى
لن يكون JUICE أول كتاب استكشافيمركبة ستقترب من عملاق الغاز: اقتربت ثماني محطات بين الكواكب من كوكب المشتري في الماضي ، ويستكشف مسبار جونو التابع لناسا الكوكب الآن. استخدم البعض منهم عملاق الغاز فقط باعتباره "نقطة توقف" وسيطة من أجل استخدام جاذبيته للحصول على التسارع والدخول في مدار معين للوصول إلى الأطراف البعيدة للنظام الشمسي وما وراءه. درس آخرون عن قصد الكوكب نفسه والعديد من الأقمار الصناعية.
المتجولون العابرون يطيرون في المسافة واكتشافاتهم
مركبتان فضائيتان توأمتان صممتهما وكالة ناساأصبحت Pioneer 10 و Pioneer 11 أول مركبتين اصطناعيتين تجاوزتا حزام الكويكبات واقتربتا من أكبر كوكب في المجموعة الشمسية. على الرغم من أن المهمتين بدأتا لمدة عام تقريبًا واتبعتا مسارات مختلفة ، فقد أنجزتا معًا عددًا من الإنجازات التاريخية.
تم إطلاق بايونير 10 في 2 مارس 1972 معمهمة طموحة لدراسة حزام الكويكبات والغلاف الجوي للمشتري والنظام الشمسي الخارجي. بعد حوالي عام ونصف من إطلاقه ، وصل إلى كوكب المشتري. في أقرب اقتراب لها في 4 ديسمبر 1973 ، حلقت على مسافة 132 ألف كيلومتر من غيوم كوكب المشتري.
التقط "بايونير 10" الصور التفصيلية الأولىلقطة مقرّبة للعملاق الغازي وأخذت ملاحظات لأحزمة الإشعاع الخاصة به ومجالها المغناطيسي وغير ذلك الكثير. وبعد أن أكمل المسبار مهمته الرئيسية توجه نحو النجم الديبران الذي من المتوقع أن يصل بعد حوالي مليوني عام.
انطلقت بعد حوالي عام من إصدارهاطار سلفه ، بايونير 11 ، عبر حزام الكويكبات في عام 1974. لقد احتاج إلى مساعدة جاذبية المشتري للوصول إلى زحل: في 2 ديسمبر ، مرت المحطة بين الكواكب على مسافة حوالي 42.8 ألف كيلومتر من حافة غيوم الكوكب. نتيجة لهذا الجزء من المهمة ، التقط صوراً للمناطق القطبية لكوكب المشتري وأقماره.
رسم توضيحي لمسبار Pioneer-10 و Pioneer-11. الصورة: ناسا أميس
صور كوكب المشتري وأكبر قمرين يوروبا (يسار) وجانيميد (يمين) التقطتها المركبة الفضائية بايونير 10. الصورة: ناسا
القادم "السياح" الذين زاروا الغازعملاق ، أصبح مجسين - "توأمان" "فويجرز". تم إطلاق Voyager 2 في 20 أغسطس 1977 ، تليها Voyager 1 بعد أسبوعين. وقد تجاوز الأخير "توأمه" ، وحلّق متجاوزًا كوكب المشتري في مارس 1979 والتقط أكثر من 18 ألف صورة لعملاق الغاز وأقماره. سمح المسبار الثاني ، الذي وصل إلى كوكب المشتري بعد أربعة أشهر ، للباحثين بمقارنة كيفية تغير وجه الكوكب.
وأظهرت الدراسة كيف يتحرك ويتطورجو الكوكب. من بين أمور أخرى، أظهرت مركبة Voyagers لأول مرة أن البقعة الحمراء العظيمة كانت عبارة عن عاصفة تدور عكس اتجاه عقارب الساعة وتتفاعل مع عواصف أخرى أصغر. بالإضافة إلى ذلك، اكتشفت الأقمار الصناعية حلقة باهتة من الغبار تحيط بالكوكب والعديد من الأقمار غير المعروفة سابقًا، واكتشفت براكين نشطة على آيو، وأظهرت لأول مرة أخطاء خطية على سطح أوروبا - أول علامة على وجود محيط مخفي.
صور فوييجر لكوكب المشتري والبقعة الحمراء العظيمة. الصور: ناسا
في عام 1992 ، حلقت مركبة فضائية بالقرب من كوكب المشتري.جهاز "أوليسيس". كانت المهمة الرئيسية لهذا القمر الصناعي هي دراسة الشمس. ولكن لتجاوز مستوى مسير الشمس (المستوى الذي تتحرك فيه الكواكب) ومشاهدة المناطق القطبية للنجم ، استخدم المسبار أيضًا جاذبية أكبر كوكب. خلال التحليق فوق الكوكب ، تمكنت أجهزة الأقمار الصناعية من قياس وتحسين شكل وحجم الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري.
مسبار Cassini-Huygens هو مشروع مشترك لوكالة ناسا ،وكالات الفضاء الأوروبية والإيطالية - اشتهر باستكشافه لكوكب زحل: لأكثر من 10 سنوات كان يدور حول مدار الكوكب. ولكن في الطريق إلى موقع البحث ، تمكن هذا الجهاز أيضًا من دراسة كوكب المشتري. التقطت الكاميرات عالية الدقة للمحطة بين الكواكب 26000 صورة من الغلاف الجوي لكوكب المشتري على مدار عدة أشهر من التحليق فوقها. ساعدت هذه الصور العلماء على إعادة التفكير في فهمهم لنطاقات الغاز الحمراء والبيضاء حول الكوكب.
صورة للمشتري تم التقاطها بواسطة مسبار كاسيني. الصورة: ناسا / مختبر الدفع النفاث / معهد علوم الفضاء
آخر مسبار حلّق فوق كوكب المشتري كان"آفاق جديدة". كانت زيارة عملاق الغاز في عام 2007 جزءًا مهمًا من مهمة المركبة الفضائية ، حيث كان من المفترض أن تساعد جاذبية الكوكب في توجيهه نحو بلوتو. خلال فترة التحليق التي استمرت خمسة أشهر ، صقلت نيو هورايزونز حسابات المدار للأقمار الداخلية لكوكب المشتري والتقطت أول صور عن قرب للبقعة الحمراء الصغيرة لأول مرة.
جاليليو هو أول من يدور حول كوكب المشتري
أربع مركبات فضائية ("الرواد" ولقد زارت المركبات الفضائية كوكب المشتري من قبل، لكن غاليليو كان أول مسبار يدخل مدارًا حول الكوكب الغازي العملاق. انطلقت في 18 أكتوبر 1989 ووصلت إلى أكبر كوكب في ديسمبر 1995.
أثناء وجوده في المدار ، سقط جاليليو في الغلاف الجويالمسبار الذي أخذ عينات لأول مرة من الغلاف الجوي لكوكب غازي. قام بقياس درجة الحرارة والضغط والتركيب الكيميائي وخصائص السحب ودرس ضوء الشمس والبرق والطاقة الداخلية للكوكب. في 58 دقيقة من التشغيل ، اخترق المسبار 200 كيلومتر في الغلاف الجوي المضطرب لكوكب المشتري قبل أن يتم سحقه أو ذوبانه أو تبخره بسبب الضغط الشديد ودرجة الحرارة.
رسم توضيحي فني لغاليليو وهو يطير فوق السطح البركاني لآيو. الصورة: ناسا
بالصدفة ، كان نظام جاليليو لأول مرةلاحظ مذنبًا يصطدم بكوكب عندما اصطدم Shoemaker-Levy 9 بالمشتري. بالإضافة إلى ذلك ، لمدة 14 عامًا من العمل في مدار الكوكب ، اكتشفت المركبة الفضائية حزام إشعاع مكثف فوق قمم سحابة المشتري ، الهيليوم تقريبًا بنفس التركيز الموجود على الشمس ، ووجود محيط مالح تحت سطح أوروبا ، وجمعت أيضًا بيانات حول اللب الحديدي والمجال المغناطيسي في جانيميد.
21 سبتمبر 2003 ، عندما كاد جاليليونفد الوقود ، أرسلت ناسا المركبة الفضائية عمدا في "هبوط" انتحاري. احترق المسبار في الغلاف الجوي لكوكب المشتري لحماية أوروبا ، الذي يعتقد علماء المحيطات فيه أن الحياة قد تكون مختبئة.
أكبر أربعة أقمار لكوكب المشتري تم تصويرها بواسطة غاليليو (من اليسار إلى اليمين حسب المسافة المتزايدة من الكوكب): آيو، أوروبا، جانيميد، كاليستو. الصورة: ناسا/مختبر الدفع النفاث/DLR
يستكشف جونو أعماق الغلاف الجوي
مهمة جونو هي الفضاء الثاني فقطجهاز مخصص لدراسة أكبر كوكب في المجموعة الشمسية. أطلقته وكالة ناسا في 5 أغسطس 2011، ووصل إلى كوكب المشتري في يوليو 2016 وما زال يعمل.
الهدف الرئيسي من Juno هو معرفة المزيد عنهاأصل كوكب المشتري وكيف يتغير الكوكب بمرور الوقت. أثناء تواجدها على كوكب المشتري ، نظرت المحطة الأوتوماتيكية في أعماق الغلاف الجوي للعملاق الغازي. تبدو العواصف العنيفة على الكوكب أكثر فوضوية ولا يمكن إيقافها مما كان يعتقد سابقًا: على سبيل المثال ، اكتشفت المركبة الفضائية مجموعة من الأعاصير والأعاصير المضادة في القطب الشمالي للمشتري ، بعضها أكبر من الأرض.
صورة مجمعة على أساس البيانات ،تم جمعها بواسطة Juno بالأشعة تحت الحمراء ، والتي تُظهر الإعصار المركزي عند القطب الشمالي للكوكب وثمانية أعاصير محيطة به. الصورة: NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM
على الرغم من أن جونو لا يمكنه مراقبة جوهر المشتريبشكل مباشر ، قدمت المركبة الفضائية للعلماء دليلًا على أن نواة الكوكب أكبر و "ضبابية" مما كان يُعتقد سابقًا. يعتقد الباحثون أن العملاق الغازي له قلب "غامض" وليس مركزًا صغيرًا صلبًا.
اكتشف Juno أيضًا عدة أنواع من البرقعلى كوكب المشتري ، لإعطاء العلماء رؤى جديدة حول الغلاف الجوي للكوكب. تشير الاستنتاجات المستخلصة من البيانات التي تم جمعها إلى أن الطقس على كوكب المشتري ، في بعض الحالات ، يختلف اختلافًا جذريًا عن طقس الأرض. على سبيل المثال ، على كوكبنا ، يأتي معظم البرق من السحب المائية. لكن جونو وجد أن نوعًا واحدًا على الأقل من البرق يتشكل عالياً في الغلاف الجوي لكوكب المشتري ، حيث تكون درجات الحرارة شديدة البرودة بالنسبة للماء. ربما تنشأ بسبب اصطدام بلورات الجليد والأمونيا.
مقطع من المنطقة الاستوائية لكوكب المشتري (القطبان غير مرئيين، هما على اليسار واليمين)، حصل عليه جونو. الصورة: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
انتهت مهمة جونو الأصلية في عام 2021، لكن وكالة ناسا مددت المهمة حتى عام 2025. خلال هذا الوقت، ستلقي المركبة الفضائية نظرة فاحصة على جانيميد، ويوروبا، وآيو.
JUICE هو المسبار الأول الذي يدور حول القمر الصناعي
على الرغم من الدراسات العديدة، كثيرةتبقى الأسئلة حول كوكب المشتري وأقماره دون إجابة، خاصة تلك المتعلقة بإمكانية الحياة في المحيطات المختبئة تحت الجليد، ولعل عصير JUICE يستطيع الإجابة على بعضها.
وستستغرق رحلة المسبار إلى كوكب المشتري 7.5 سنوات وستتضمن ثلاث عمليات عودة إلى الأرض: ستستخدم السفينة جاذبية كوكبنا وتحليقًا واحدًا بالقرب من كوكب الزهرة لتعديل مسارها والدخول في مدار حول العملاق الغازي في ديسمبر 2031.
وفقًا للخطة ، سيقضي ثلاث سنوات في مدار الكوكب ،القيام برحلات جوية قريبة من أقمارها الثلاثة الرئيسية: يوروبا وجانيميد وكاليستو. بعد ذلك ، سيدور في مدار حول أكبر قمر صناعي لـ Ganymede ، ليصبح أول جهاز اصطناعي يدور حول قمر صناعي غير القمر.
سوف يقوم JUICE بعمل رحلتين فقط من أوروبا ، بالطيرانعلى مسافة حوالي 400 كيلومتر فوق سطح القمر الصناعي. إنه قريب جدًا من كوكب المشتري بالنسبة للمركبات الفضائية للبقاء هنا لفترة طويلة جدًا. بعد ذلك ، ستؤدي 21 رحلة طيران لأبعد الأقمار الأربعة الرئيسية ، كاليستو ، على مسافة 200 كيلومتر من سطحها. ستنتهي المهمة بمدار مستقر حول جانيميد.
الرسوم المتحركة الفنية لـ JUICE في مدار جانيميد. فيديو: وكالة الفضاء الأوروبية
يحتوي JUICE على 10 أدوات علمية مثبتة،مما سيساعد العلماء على تحليل أقمار المشتري وإمكاناتها للحياة. وتشمل هذه الكاميرات وأجهزة الاستشعار لتحليل التركيب الكيميائي للقشور الجليدية للأقمار وبيئاتها وأجهزة قياس المغناطيسية والرادارات التي ستنشئ خرائط تفصيلية لأسطح الأقمار الصناعية وتنظر تحتها لأول مرة.
كان من المقرر إطلاق المهمة من الميناء الفضائي خلالغيانا الفرنسية 13 أبريل 2023 الساعة 15:15 بتوقيت موسكو. ولكن بسبب الظروف الجوية ، تم تأجيل البداية ليوم واحد: تم تحديد المحاولة الثانية في 14 أبريل الساعة 15:14. ستبدأ ESA البث المباشر للإطلاق في الساعة 14:45.
قراءة المزيد:
درس العلماء جسمًا فائق السطوع ينتهك قانون الفيزياء
"بحر" الكواركات داخل بروتون واحد: مما يتكون الجسيم الأولي
انظر إلى أعلى خريطة دقة للمريخ: 110.000 إطار و 5.7 تريليون بكسل
على الغلاف:رسم توضيحي فني لمهمة العصير. الصورة: ESA / ATG medialab (مركبة فضائية) ؛ ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية / جي. نيكولز (كوكب المشتري) ؛ ناسا / مختبر الدفع النفاث (جانيميد) ؛ ناسا / مختبر الدفع النفاث / جامعة أريزونا (آيو) ؛ ناسا / مختبر الدفع النفاث / DLR (كاليستو وأوروبا)
تحديث 04/13/2023: تم تحديد تاريخ الإطلاق الجديد