На 13 април 2023 г. Европейската космическа агенция изстрелва мисията Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), за да
JUICE няма да е първото проучвателнопревозно средство, което ще се доближи до газовия гигант: осем междупланетни станции са се доближили до Юпитер в миналото, а сондата Juno на НАСА изследва планетата в момента. Някои от тях са използвали газовия гигант само като междинна „спирка“, за да използват гравитацията му, за да получат ускорение и да навлязат в дадена орбита, за да достигнат далечните покрайнини на Слънчевата система и извън нея. Други целенасочено изучават самата планета и нейните много спътници.
Мимолетни скитници, летящи в далечината и техните открития
Два космически кораба близнаци, проектирани от НАСАPioneer 10 и Pioneer 11 станаха първите изкуствени превозни средства, които надхвърлиха астероидния пояс и се приближиха до най-голямата планета в Слънчевата система. Въпреки че мисиите започнаха с около година разлика и следваха различни траектории, заедно те постигнаха редица исторически подвизи.
Pioneer 10 е изстрелян на 2 март 1972 г. самбициозна мисия за изследване на астероидния пояс, атмосферата на Юпитер и външната слънчева система. Около година и половина след изстрелването той достигна Юпитер. При най-близкия си подход на 4 декември 1973 г. той прелетя на разстояние 132 000 км от облаците на Юпитер.
"Пионер-10" направи първите детайлни снимкиотблизо на газовия гигант и направи наблюдения на неговите радиационни пояси, магнитно поле и много други. След като изпълни основната си мисия, сондата се насочи към звездата Алдебаран, която се очаква да достигне след около 2 милиона години.
Лансиран около година след негонеговият предшественик, Pioneer 11, прелетя през астероидния пояс през 1974 г. Той се нуждаеше от помощта на гравитацията на Юпитер, за да достигне Сатурн: на 2 декември междупланетната станция премина на разстояние около 42,8 хиляди км от ръба на облаците на планетата. В резултат на тази част от мисията той прави снимки на полярните региони на Юпитер и неговите луни.
Художествена илюстрация на сондите Пионер-10 и Пионер-11. Изображение: НАСА Еймс
Изображения на Юпитер и двете най-големи луни Европа (вляво) и Ганимед (вдясно), направени от космическия кораб Pioneer 10. Изображение: НАСА
Поредните "туристи", посетили газгигант, станаха две сонди-"близнаци" "Вояджърс". Вояджър 2 стартира на 20 август 1977 г., последван от Вояджър 1 две седмици по-късно. Последният изпревари своя "близнак", прелетя покрай Юпитер през март 1979 г. и направи повече от 18 хиляди снимки на газовия гигант и неговите спътници. Втората сонда, която достигна Юпитер четири месеца по-късно, позволи на изследователите да сравнят как се променя лицето на планетата.
Проучването показа как се движи и развиваатмосфера на планетата. Освен всичко друго, Вояджърс показа за първи път, че Голямото червено петно е буря, въртяща се обратно на часовниковата стрелка, която взаимодейства с други, по-малки бури. Освен това сателитите откриха слаб пръстен от прах, заобикалящ планетата и няколко неизвестни досега луни, откриха активни вулкани на Йо и за първи път показаха линейни разломи на повърхността на Европа - първият знак за скрит океан.
Вояджър изображения на Юпитер и Голямото червено петно. Снимки: NASA
През 1992 г. космически кораб прелетя покрай Юпитер.апарат "Улисес". Основната мисия на този сателит беше да изучава Слънцето. Но за да отиде отвъд равнината на еклиптиката (равнината, в която се движат планетите) и да види полярните региони на звездата, сондата използва и гравитацията на най-голямата планета. По време на облитане на планетата сателитни инструменти успяха да измерят и прецизират формата и размера на магнитосферата на Юпитер.
Сондата Касини-Хюйгенс е съвместен проект на НАСА,Европейските и италианските космически агенции - е най-известен с изследването си на Сатурн: повече от 10 години той обикаля около орбитата на планетата. Но по пътя към мястото за изследване това устройство успя да проучи и Юпитер. Камерите с висока разделителна способност на междупланетната станция направиха 26 000 изображения на атмосферата на Юпитер за няколко месеца прелитане. Тези снимки помогнаха на учените да преосмислят разбирането си за червените и белите газови ивици около планетата.
Изображение на Юпитер, направено от сондата Касини. Снимка: НАСА/JPL/Институт за космически науки
Последната сонда, прелетяла покрай Юпитер, беше"Нови хоризонти". Посещението на газовия гигант през 2007 г. беше важна част от мисията на космическия кораб, тъй като гравитацията на планетата трябваше да помогне да се насочи към Плутон. По време на петмесечното прелитане New Horizons усъвършенства изчисленията на орбитата на вътрешните луни на Юпитер и направи първите снимки отблизо на Малкото червено петно за първи път.
Галилео е първият, който обикаля около Юпитер
Четири космически кораба ("Пионери" иВояджъри са посещавали Юпитер и преди, но Галилео е първата сонда, която целенасочено навлиза в орбита около газовия гигант. Той стартира на 18 октомври 1989 г. и достигна най-голямата планета през декември 1995 г.
Докато беше в орбита, Галилео падна в атмосфератасондата, която за първи път взе проби от атмосферата на газова планета. Той измерва температурата, налягането, химичния състав, характеристиките на облаците, изучава слънчевата светлина, светкавиците и вътрешната енергия на планетата. За своите 58 минути работа сондата проникна на 200 км в турбулентната атмосфера на Юпитер, преди да бъде смачкана, разтопена или изпарена поради интензивно налягане и температура.
Художествена илюстрация на Галилео, прелитащ покрай вулканичната повърхност на Йо. Изображение: НАСА
Случайно за първи път беше Галилейнаблюдава комета, която се сблъсква с планета, когато Шумейкър-Леви 9 се сблъсква с Юпитер. Освен това, за 14 години работа в орбитата на планетата, космическият кораб откри интензивен радиационен пояс над върховете на облаците на Юпитер, хелий в приблизително същата концентрация като на Слънцето, наличието на солен океан под повърхността на Европа, и също събра данни за желязното ядро и магнитното поле на Ганимед.
21 септември 2003 г., когато Галилей почтисвърши горивото, НАСА нарочно изпрати космическия кораб на самоубийствено „кацане“. Сондата изгоря в атмосферата на Юпитер, за да защити Европа, в чиито океани учените смятат, че може да се крие живот.
Четирите най-големи луни на Юпитер, заснети от Галилей (отляво надясно по ред на нарастване на разстоянието от планетата): Йо, Европа, Ганимед, Калисто. Изображение: NASA/JPL/DLR
Джуно изследва дълбините на атмосферата
Мисията Juno е само второто космическо пространствоустройство, посветено на изучаването на най-голямата планета в Слънчевата система. Беше изстрелян от НАСА на 5 август 2011 г., пристигна на Юпитер през юли 2016 г. и все още работи.
Основната цел на Juno е да научи повече запроизхода на Юпитер и как планетата се променя с времето. По време на престоя си на Юпитер автоматичната станция надникна в дълбините на атмосферата на газовия гигант. Яростните бури на планетата изглеждат по-хаотични и неудържими, отколкото се смяташе досега: например, космическият кораб откри група от циклони и антициклони на северния полюс на Юпитер, някои по-големи от Земята.
Комбинирано изображение въз основа на данни,събрана от Juno в инфрачервена светлина, която показва централния циклон на северния полюс на планетата и осем околни циклона. Изображение: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
Въпреки че Juno не може да наблюдава ядрото на Юпитердиректно, космическият кораб предостави на учените доказателства, че ядрото на планетата е по-голямо и "по-размито", отколкото се смяташе преди. Изследователите смятат, че газовият гигант има "размито" ядро, а не малък солиден център.
Juno също откри няколко вида светкавицина Юпитер, давайки на учените нови прозрения за атмосферата на планетата. Изводите, направени от събраните данни, показват, че времето на Юпитер в някои случаи е коренно различно от земното. Например на нашата планета повечето светкавици идват от водни облаци. Но Джуно е открила, че най-малко един вид мълния се образува високо в атмосферата на Юпитер, където температурите са твърде ниски за вода. Може би те възникват поради сблъсъка на ледени кристали и амоняк.
Разрез от екваториалната област на Юпитер (полюсите не се виждат, те са отляво и отдясно), получен от Юнона. Изображение: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Кевин М. Гил
Първоначалната мисия на Juno приключи през 2021 г., но НАСА я удължи до 2025 г. През това време космическият кораб ще разгледа по-отблизо Ганимед, Европа и Йо.
JUICE — первый зонд на орбите спутника
Въпреки многобройните проучвания, мнВъпросите за Юпитер и неговите спътници остават без отговор, особено тези, свързани с възможността за живот в океаните, скрити под леда. Може би JUICE може да отговори на някои от тях.
Пътуването на сондата до Юпитер ще продължи 7,5 години ище включва три завръщания на Земята: корабът ще използва гравитацията на нашата планета и едно прелитане на Венера, за да коригира траекторията си и да влезе в орбита около газовия гигант през декември 2031 г.
Според плана той ще прекара три години в орбита на планетата,прелитайки близо до трите си основни спътника: Европа, Ганимед и Калисто. След това той ще излезе в орбита около най-големия спътник на Ганимед, превръщайки се в първото изкуствено устройство, което обикаля около спътник, различен от Луната.
JUICE ще направи само две прелитания над Европа, летейкина разстояние около 400 км над повърхността на сателита. Твърде близо е до Юпитер, за да могат космически кораби да останат тук много дълго. След това ще извърши 21 облитания на най-външната от четирите главни луни Калисто, приближавайки се на разстояние от 200 км от нейната повърхност. Мисията ще завърши със стабилна орбита около Ганимед.
Артистична анимация на JUICE в орбита на Ганимед. Видео: ESA
JUICE има инсталирани 10 научни инструмента,което ще помогне на учените да анализират спътниците на Юпитер и техния потенциал за живот. Те включват камери, сензори за анализиране на химическия състав на ледените кори на луните и тяхната среда, магнитометри и радари, които ще създадат подробни карти на повърхностите на сателитите и ще погледнат под тях за първи път.
Мисията трябва да бъде изстреляна от космодрума във Френска Гвиана на 13 април 2023 г. в 15:15 ч. московско време. ESA ще започне да предава на живо старта в 14:45.
Прочетете още:
Учените са изследвали свръхярък обект, който нарушава закона на физиката
"Море" от кварки в един протон: от какво се състои една елементарна частица
Вижте картата на Марс с най-висока резолюция: 110 000 кадъра и 5,7 трилиона пиксела
На корицата:художествена илюстрация на мисията JUICE. Изображение: ESA/ATG medialab (космически кораб); НАСА/ЕКА/Дж. Никол (Юпитер); НАСА/JPL (Ганимед); НАСА/JPL/Университет на Аризона (Йо); НАСА/JPL/DLR (Калисто и Европа)