13. travnja 2023. Europska svemirska agencija lansira misiju Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) kako bi
JUICE neće biti prvi istraživačkivozilo koje će se približiti plinovitom divu: osam međuplanetarnih postaja približilo se Jupiteru u prošlosti, a NASA-ina sonda Juno upravo istražuje planet. Neki od njih koristili su plinovitog diva samo kao među"stanicu" kako bi iskoristili njegovu gravitaciju za ubrzanje i ulazak u zadanu orbitu kako bi stigli do dalekih rubova Sunčevog sustava i šire. Drugi su namjerno proučavali sam planet i njegove brojne satelite.
Prolazne lutalice koje lete u daljinu i njihova otkrića
Dvije svemirske letjelice blizanke koje je dizajnirala NASAPioneer 10 i Pioneer 11 postali su prva umjetna vozila koja su otišla izvan asteroidnog pojasa i približila se najvećem planetu Sunčevog sustava. Iako su misije započele u razmaku od otprilike godinu dana i pratile različite putanje, zajedno su postigle niz povijesnih pothvata.
Pioneer 10 lansiran je 2. ožujka 1972. saambicioznu misiju proučavanja asteroidnog pojasa, Jupiterove atmosfere i vanjskog Sunčevog sustava. Otprilike godinu i pol nakon lansiranja stigao je do Jupitera. Pri svom najbližem približavanju 4. prosinca 1973. letio je na udaljenosti od 132 000 km od Jupiterovih oblaka.
"Pionir-10" napravio je prve detaljne slikeizbliza plinovitog diva i promatrali njegove pojaseve zračenja, magnetsko polje i još mnogo toga. Nakon što je izvršila svoju glavnu misiju, sonda je krenula prema zvijezdi Aldebaran, do koje bi trebala stići za oko 2 milijuna godina.
Lansiran otprilike godinu dana nakonnjegov prethodnik, Pioneer 11, proletio je kroz asteroidni pojas 1974. godine. Trebao mu je pomoć Jupiterove gravitacije da stigne do Saturna: 2. prosinca međuplanetarna stanica prošla je na udaljenosti od oko 42,8 tisuća km od ruba oblaka planeta. Kao rezultat ovog dijela misije, snimio je polarna područja Jupitera i njegovih mjeseca.
Umjetnička ilustracija sondi Pioneer-10 i Pioneer-11. Slika: NASA Ames
Slike Jupitera i dva najveća mjeseca Europe (lijevo) i Ganimeda (desno) snimljene svemirskom letjelicom Pioneer 10. Slika: NASA
Sljedeći "turisti" koji su posjetili plindiv, postale su dvije sonde-"blizanci" "Voyagera". Voyager 2 lansiran je 20. kolovoza 1977., a nakon njega i Voyager 1 dva tjedna kasnije. Potonji je prestigao svog "blizanca", preletio Jupiter u ožujku 1979. i napravio više od 18 tisuća fotografija plinovitog diva i njegovih satelita. Druga sonda, koja je stigla do Jupitera četiri mjeseca kasnije, omogućila je istraživačima da usporede kako se mijenja lice planeta.
Studija je pokazala kako se kreće i razvijaatmosfera planeta. Između ostalog, Voyageri su po prvi put pokazali da je Velika crvena pjega oluja koja se okreće u smjeru suprotnom od kazaljke na satu i koja je u interakciji s drugim, manjim olujama. Osim toga, sateliti su otkrili slabašni prsten prašine koji okružuje planet i nekoliko dosad nepoznatih mjeseca, otkrili aktivne vulkane na Iou i prvi put pokazali linearne rasjede na površini Europe - prvi znak skrivenog oceana.
Slike Jupitera i Velike crvene pjege s Voyagera. Fotografije: NASA
Godine 1992. svemirska letjelica proletjela je pokraj Jupitera.aparat "Uliks". Glavna misija ovog satelita bila je proučavanje Sunca. No, da bi izašla izvan ravnine ekliptike (ravnine u kojoj se kreću planeti) i pogledala polarne regije zvijezde, sonda je također koristila gravitaciju najvećeg planeta. Tijekom preleta planeta, satelitski instrumenti uspjeli su izmjeriti i poboljšati oblik i veličinu Jupiterove magnetosfere.
Sonda Cassini-Huygens zajednički je NASA-in projekt,Europska i talijanska svemirska agencija - najpoznatiji je po svom istraživanju Saturna: više od 10 godina kružio je oko orbite planeta. Ali na putu do mjesta istraživanja ovaj je uređaj uspio proučiti i Jupiter. Kamere visoke rezolucije međuplanetarne postaje snimile su 26.000 slika Jupiterove atmosfere tijekom nekoliko mjeseci preleta. Ove su fotografije pomogle znanstvenicima da preispitaju svoje razumijevanje crvenih i bijelih pojaseva plina oko planeta.
Slika Jupitera koju je snimila sonda Cassini. Fotografija: NASA/JPL/Space Science Institute
Posljednja sonda koja je proletjela pokraj Jupitera bila je"Novi horizonti". Posjet plinovitom divu 2007. bio je važan dio misije svemirske letjelice, budući da je gravitacija planeta trebala pomoći da se usmjeri prema Plutonu. Tijekom petomjesečnog preleta, New Horizons je poboljšao izračune orbite Jupiterovih unutarnjih mjeseca i po prvi put napravio prve fotografije Male crvene pjege iz velike blizine.
Galileo je prvi koji kruži oko Jupitera
Četiri svemirske letjelice ("Pioniri" iVoyageri su već posjetili Jupiter, ali Galileo je bio prva sonda koja je namjerno ušla u orbitu oko plinovitog diva. Lansiran je 18. listopada 1989., a do najvećeg planeta stigao je u prosincu 1995.
Dok je bio u orbiti, Galileo je pao u atmosferusonda koja je prva uzorkovala atmosferu plinovitog planeta. Mjerio je temperaturu, tlak, kemijski sastav, karakteristike oblaka, proučavao sunčevu svjetlost, munje i unutarnju energiju planeta. U svojih 58 minuta rada, sonda je prodrla 200 km u Jupiterovu turbulentnu atmosferu prije nego što se smrvila, otopila ili isparila zbog intenzivnog tlaka i temperature.
Umjetnička ilustracija Galilea kako leti pokraj vulkanske površine Io. Slika: NASA
Igrom slučaja, prvi put je to bio Galileopromatrao je komet koji je udario u planet kada se Shoemaker-Levy 9 sudario s Jupiterom. Osim toga, za 14 godina rada u orbiti planeta, letjelica je otkrila intenzivan radijacijski pojas iznad Jupiterovih vrhova oblaka, helij u približno istoj koncentraciji kao na Suncu, prisutnost slanog oceana ispod površine Europe, a također je prikupio podatke o željeznoj jezgri i magnetskom polju na Ganimedu.
21. rujna 2003., kada je Galileo gotovoostao bez goriva, NASA je letjelicu namjerno poslala na samoubilačko "slijetanje". Sonda je izgorjela u Jupiterovoj atmosferi kako bi zaštitila Europu, u čijim oceanima znanstvenici vjeruju da bi se mogao skrivati život.
Četiri najveća Jupiterova mjeseca koje je fotografirao Galileo (s lijeva na desno prema rastućoj udaljenosti od planeta): Io, Europa, Ganimed, Kalisto. Slika: NASA/JPL/DLR
Juno istražuje dubine atmosfere
Misija Juno tek je drugi svemiruređaj posvećen proučavanju najvećeg planeta Sunčevog sustava. Lansirala ga je NASA 5. kolovoza 2011., na Jupiter je stigao u srpnju 2016. i još uvijek radi.
Glavni cilj Juno je naučiti više opodrijetlo Jupitera i kako se planet mijenja tijekom vremena. Tijekom svog boravka na Jupiteru, automatska stanica pogledala je u dubine atmosfere plinovitog diva. Snažne oluje na planetu izgledaju kaotičnije i nezaustavljivije nego što se dosad mislilo: na primjer, svemirska letjelica je otkrila skupinu ciklona i anticiklona na Jupiterovu sjevernom polu, neke veće od Zemlje.
Kombinirana slika na temelju podataka,koju je prikupila Juno u infracrvenom zračenju, koja prikazuje središnji ciklon na sjevernom polu planeta i osam okolnih ciklona. Slika: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
Iako Juno ne može promatrati Jupiterovu jezgruizravno, letjelica je znanstvenicima pružila dokaz da je jezgra planeta veća i "mutnija" nego što se prije mislilo. Istraživači vjeruju da plinoviti div ima "nejasnu" jezgru, a ne malo, čvrsto središte.
Juno je također otkrio nekoliko vrsta munjana Jupiteru, dajući znanstvenicima nove uvide u atmosferu planeta. Zaključci izvedeni na temelju prikupljenih podataka sugeriraju da je vrijeme na Jupiteru u nekim slučajevima radikalno drugačije od Zemljinog. Na primjer, na našem planetu većina munja dolazi iz vodenih oblaka. Ali Juno je otkrio da se najmanje jedna vrsta munje formira visoko u Jupiterovoj atmosferi, gdje su temperature preniske za vodu. Možda nastaju zbog sudara kristala leda i amonijaka.
Isječak Jupiterovog ekvatorijalnog područja (polovi se ne vide, lijevo su i desno), dobivena Junonom. Slika: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
Prvotna misija Juno završila je 2021., ali NASA ju je produžila do 2025. Za to vrijeme letjelica će izbliza pogledati Ganimed, Europu i Io.
JUICE je prva sonda koja kruži oko satelita
Unatoč brojnim studijama, mnogePitanja o Jupiteru i njegovim mjesecima ostaju bez odgovora, posebice ona vezana uz mogućnost života u oceanima skrivenima ispod leda. Možda JUICE može odgovoriti na neka od njih.
Putovanje sonde do Jupitera trajat će 7,5 godina iuključivat će tri povratka na Zemlju: brod će koristiti gravitaciju našeg planeta i jedan prelet Venere kako bi prilagodio svoju putanju i ušao u orbitu oko plinovitog diva u prosincu 2031.
Prema planu, on će provesti tri godine u orbiti planeta,blisko prelijećući svoja tri glavna satelita: Europu, Ganimed i Kalisto. Nakon toga krenut će u orbitu oko najvećeg satelita Ganimeda, postavši prvi umjetni uređaj koji kruži oko satelita osim Mjeseca.
JUICE će napraviti samo dva preleta Europe, letećina udaljenosti od oko 400 km iznad površine satelita. Preblizu je Jupitera da bi letjelice mogle dugo ostati. Nakon toga izvršit će 21 prelet najudaljenijeg od četiri glavna mjeseca, Callista, približavajući se udaljenosti od 200 km od njegove površine. Misija će završiti stabilnom orbitom oko Ganimeda.
Umjetnička animacija JUICE-a u orbiti Ganimeda. Video: ESA
JUICE ima instalirano 10 znanstvenih instrumenata,koji će pomoći znanstvenicima da analiziraju Jupiterove mjesece i njihov potencijal za život. To uključuje kamere, senzore za analizu kemijskog sastava ledene kore na Mjesecu i njihova okoliša, magnetometre i radare koji će izraditi detaljne karte površina satelita i po prvi put pogledati ispod njih.
Misija bi trebala biti lansirana sa svemirske luke u Francuskoj Gvajani 13. travnja 2023. u 15:15 po moskovskom vremenu. ESA će započeti live prijenos lansiranja u 14:45.
Čitaj više:
Znanstvenici su proučavali ultra-blistavi objekt koji krši zakon fizike
"More" kvarkova unutar jednog protona: od čega se sastoji elementarna čestica
Pogledajte kartu najveće rezolucije Marsa: 110 000 okvira i 5,7 trilijuna piksela
Na naslovnici:umjetnička ilustracija misije JUICE. Slika: ESA/ATG medialab (svemirska letjelica); NASA/ESA/J. Nichols (Jupiter); NASA/JPL (Ganimed); NASA/JPL/Sveučilište Arizona (Io); NASA/JPL/DLR (Callisto i Europa)