2023. gada 13. aprīlī Eiropas Kosmosa aģentūra uzsāk Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) misiju, lai
JUICE nebūs pirmais izpētes pasākumstransportlīdzeklis, kas tuvosies gāzes gigantam: astoņas starpplanētu stacijas agrāk ir pietuvojušās Jupiteram, un NASA zonde Juno šobrīd pēta planētu. Daži no viņiem izmantoja gāzes gigantu tikai kā starpposma "pieturu", lai izmantotu tā gravitāciju, lai iegūtu paātrinājumu un ieietu noteiktā orbītā, lai sasniegtu Saules sistēmas tālu nomali un tālāk. Citi mērķtiecīgi pētīja pašu planētu un tās daudzos pavadoņus.
Tālumā lidojoši īslaicīgi klaidoņi un viņu atklājumi
Divi dvīņu kosmosa kuģi, ko izstrādājusi NASAPioneer 10 un Pioneer 11 kļuva par pirmajiem mākslīgajiem transportlīdzekļiem, kas pārsniedza asteroīdu joslu un pietuvojās Saules sistēmas lielākajai planētai. Lai gan misijas sākās ar aptuveni gada starpību un noritēja dažādās trajektorijās, kopā tās paveica vairākus vēsturiskus varoņdarbus.
Pioneer 10 tika palaists 1972. gada 2. martā arambicioza misija pētīt asteroīdu joslu, Jupitera atmosfēru un ārējo Saules sistēmu. Apmēram pusotru gadu pēc palaišanas tas sasniedza Jupiteru. Tuvākajā pieejā 1973. gada 4. decembrī tas lidoja 132 000 km attālumā no Jupitera mākoņiem.
"Pioneer-10" uzņēma pirmos detalizētos attēlusgāzes giganta tuvplānā un novēroja tā starojuma joslas, magnētisko lauku un daudz ko citu. Pabeidzot savu galveno misiju, zonde devās uz zvaigzni Aldebaranu, kuru tā sasniegs aptuveni 2 miljonu gadu laikā.
Palaists apmēram gadu pēc tātā priekštecis Pioneer 11 izlidoja cauri asteroīdu joslai 1974. gadā. Viņam bija nepieciešama Jupitera gravitācijas palīdzība, lai sasniegtu Saturnu: 2. decembrī starpplanētu stacija pagāja aptuveni 42,8 tūkstošu km attālumā no planētas mākoņu malas. Šīs misijas daļas rezultātā viņš uzņēma Jupitera un tā pavadoņu polāro reģionu attēlus.
Pioneer-10 un Pioneer-11 zondes mākslinieciska ilustrācija. Attēls: NASA Ames
Jupitera un divu lielāko pavadoņu Eiropas (pa kreisi) un Ganimēda (pa labi) attēli, kas uzņemti ar Pioneer 10 kosmosa kuģi. Attēls: NASA
Nākamie "tūristi", kas apmeklēja gāzimilzis, kļuva par divām zondēm-"dvīņiem" "Voyagers". Voyager 2 tika palaists 1977. gada 20. augustā, kam sekoja Voyager 1 divas nedēļas vēlāk. Pēdējais apsteidza savu "dvīni", 1979. gada martā lidoja garām Jupiteram un uzņēma vairāk nekā 18 tūkstošus gāzes giganta un tā pavadoņu attēlu. Otrā zonde, kas Jupiteru sasniedza četrus mēnešus vēlāk, ļāva pētniekiem salīdzināt, kā mainās planētas seja.
Pētījums parādīja, kā tas pārvietojas un attīstāsplanētas atmosfēra. Cita starpā Voyagers pirmo reizi parādīja, ka Lielais sarkanais plankums ir pretēji pulksteņrādītāja virzienam rotējoša vētra, kas mijiedarbojas ar citām, mazākām vētrām. Turklāt satelīti atklāja vāju putekļu gredzenu, kas ieskauj planētu, un vairākus līdz šim nezināmus pavadoņus, atklāja aktīvus vulkānus uz Io, kā arī pirmo reizi atklāja lineārus lūzumus uz Eiropas virsmas – pirmo slēptā okeāna pazīmi.
Jupitera un Lielā sarkanā plankuma ceļojuma attēli. Fotogrāfijas: NASA
1992. gadā kosmosa kuģis lidoja garām Jupiteram.aparāts "Uliss". Šī satelīta galvenā misija bija Saules izpēte. Bet, lai izietu ārpus ekliptikas plaknes (plaknes, kurā planētas pārvietojas) un apskatītu zvaigznes polāros apgabalus, zonde izmantoja arī lielākās planētas gravitāciju. Planētas aplidošanas laikā satelīta instrumentiem izdevās izmērīt un precizēt Jupitera magnetosfēras formu un izmēru.
Cassini-Huygens zonde ir kopīgs NASA projekts,Eiropas un Itālijas kosmosa aģentūras ir vislabāk pazīstamas ar savu Saturna izpēti: vairāk nekā 10 gadus viņš riņķoja ap planētas orbītu. Taču ceļā uz izpētes vietu šai ierīcei izdevās izpētīt arī Jupiteru. Starpplanētu stacijas augstas izšķirtspējas kameras uzņēma 26 000 Jupitera atmosfēras attēlu vairāku mēnešu laikā, lidojot garām. Šīs fotogrāfijas ir palīdzējušas zinātniekiem pārdomāt savu izpratni par sarkanajām un baltajām gāzes joslām ap planētu.
Jupitera attēls, ko uzņēmis zonde Cassini. Foto: NASA/JPL/Kosmosa zinātnes institūts
Pēdējā zonde, kas lidoja garām Jupiteram, bija"Jaunie apvāršņi". Gāzes giganta apmeklējums 2007. gadā bija svarīga kosmosa kuģa misijas daļa, jo planētas gravitācijai vajadzēja palīdzēt virzīt to uz Plutonu. Piecu mēnešu pārlidojuma laikā New Horizons uzlaboja Jupitera iekšējo pavadoņu orbītas aprēķinus un pirmo reizi uzņēma pirmās Mazā Sarkanā plankuma tuvplāna fotogrāfijas.
Galileo ir pirmais, kas riņķo ap Jupiteru
Četri kosmosa kuģi ("Pionieri" unVoyagers jau iepriekš bija apmeklējuši Jupiteru, taču Galileo bija pirmā zonde, kas mērķtiecīgi iegāja orbītā ap gāzes gigantu. Tā startēja 1989. gada 18. oktobrī un sasniedza lielāko planētu 1995. gada decembrī.
Atrodoties orbītā, Galileo pazemināja atmosfēruzonde, kas pirmo reizi paņēma gāzes planētas atmosfēru. Viņš mērīja temperatūru, spiedienu, ķīmisko sastāvu, mākoņu īpašības, pētīja saules gaismu, zibens un planētas iekšējo enerģiju. Savā 58 darbības minūtēs zonde iekļuva 200 km Jupitera nemierīgajā atmosfērā, pirms tika saspiesta, izkususi vai iztvaikota intensīva spiediena un temperatūras dēļ.
Mākslinieciska Galileo ilustrācija, kas lido garām Io vulkāniskajai virsmai. Attēls: NASA
Nejauši tas bija Galileo pirmo reizinovēroja komētu, kas ietriecās planētai, kad Shoemaker-Levy 9 sadūrās ar Jupiteru. Turklāt, 14 gadus strādājot planētas orbītā, kosmosa kuģis atklāja intensīvu starojuma joslu virs Jupitera mākoņu virsotnēm, hēliju aptuveni tādā pašā koncentrācijā kā uz Saules, sāļa okeāna klātbūtni zem Eiropas virsmas, un arī apkopoja datus par dzelzs serdi un magnētisko lauku Ganimēdā.
2003. gada 21. septembris, kad Galileo gandrīzbeidzās degviela, NASA apzināti nosūtīja kosmosa kuģi uz pašnāvības "nosēšanos". Zonde sadega Jupitera atmosfērā, lai aizsargātu Eiropu, kuras okeānos, pēc zinātnieku domām, varētu slēpties dzīvība.
Četri lielākie Jupitera pavadoņi, kurus fotografējis Galilejs (no kreisās uz labo pusi attāluma palielināšanās secībā no planētas): Io, Eiropa, Ganimēds, Kalisto. Attēls: NASA/JPL/DLR
Juno pēta atmosfēras dziļumus
Juno misija ir tikai otrā telpaierīce, kas paredzēta Saules sistēmas lielākās planētas izpētei. NASA to palaida 2011. gada 5. augustā, tas ieradās Jupiterā 2016. gada jūlijā un joprojām darbojas.
Juno galvenais mērķis ir uzzināt vairāk parJupitera izcelsme un planētas izmaiņas laika gaitā. Uzturoties uz Jupitera, automātiskā stacija ieskatījās gāzes giganta atmosfēras dziļumos. Vardarbīgās vētras uz planētas šķiet haotiskākas un neapturamākas, nekā tika uzskatīts iepriekš: piemēram, kosmosa kuģis Jupitera ziemeļpolā atklāja ciklonu un anticiklonu kopu, no kuriem daži ir lielāki par Zemi.
Kombinēts attēls, pamatojoties uz datiem,savācis Juno infrasarkanajā starā, kas parāda centrālo ciklonu planētas ziemeļpolā un astoņus apkārtējos ciklonus. Attēls: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
Lai gan Juno nevar novērot Jupitera kodolutieši kosmosa kuģis sniedza zinātniekiem pierādījumus, ka planētas kodols ir lielāks un "izplūdušāks", nekā tika uzskatīts iepriekš. Pētnieki uzskata, ka gāzes gigantam ir "izplūdis" kodols, nevis mazs, ciets centrs.
Juno atklāja arī vairākus zibens veidusuz Jupitera, sniedzot zinātniekiem jaunu ieskatu planētas atmosfērā. No apkopotajiem datiem izdarītie secinājumi liecina, ka laika apstākļi uz Jupitera dažos gadījumos radikāli atšķiras no Zemes. Piemēram, uz mūsu planētas lielākā daļa zibens nāk no ūdens mākoņiem. Taču Juno ir atklājis, ka vismaz viena veida zibens veidojas augstu Jupitera atmosfērā, kur temperatūra ir pārāk auksta ūdenim. Varbūt tie rodas ledus kristālu un amonjaka sadursmes dēļ.
Junona iegūtais Jupitera ekvatoriālā apgabala posms (poli nav redzami, tie atrodas pa kreisi un pa labi). Attēls: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevins M. Gils
Juno sākotnējā misija beidzās 2021. gadā, bet NASA to ir pagarinājusi līdz 2025. gadam. Šajā laikā kosmosa kuģis tuvāk apskatīs Ganimēdu, Eiropu un Io.
JUICE ir pirmā zonde, kas riņķo ap satelītu
Neskatoties uz daudziem pētījumiem, daudziJautājumi par Jupiteru un tā pavadoņiem paliek neatbildēti, īpaši tie, kas saistīti ar dzīvības iespējamību zem ledus paslēptajos okeānos Iespējams, ka SULA var atbildēt uz dažiem no tiem.
Zondes ceļojums uz Jupiteru ilgs 7,5 gadus unietvers trīs atgriešanās uz Zemi: kuģis izmantos mūsu planētas gravitāciju un vienu pārlidojumu Venērai, lai pielāgotu trajektoriju un 2031. gada decembrī dotos orbītā ap gāzes gigantu.
Saskaņā ar plānu viņš planētas orbītā pavadīs trīs gadus,veicot tuvu aplidošanu saviem trim galvenajiem satelītiem: Europa, Ganymede un Callisto. Pēc tam tas dosies orbītā ap lielāko Ganimēda satelītu, kļūstot par pirmo mākslīgo ierīci, kas riņķos ap satelītu, kas nav Mēness.
JUICE veiks tikai divus aplidojumus pa Eiropu, lidojotaptuveni 400 km attālumā virs satelīta virsmas. Tas ir pārāk tuvu Jupiteram, lai kosmosa kuģis šeit varētu palikt ļoti ilgi. Pēc tam tas veiks 21 attālāko no četriem galvenajiem pavadoņiem Callisto, tuvojoties 200 km attālumā no savas virsmas. Misija beigsies ar stabilu orbītu ap Ganimēdu.
Mākslinieciska animācija no JUICE Ganimēda orbītā. Video: ESA
JUICE ir uzstādīti 10 zinātniskie instrumenti,kas palīdzēs zinātniekiem analizēt Jupitera pavadoņus un to dzīvības potenciālu. Tajos ietilpst kameras, sensori, lai analizētu mēness ledainās garozas ķīmisko sastāvu un to vidi, magnetometri un radari, kas izveidos detalizētas satelītu virsmu kartes un pirmo reizi aplūkos zem tām.
Misija tiks uzsākta no kosmodroma Franču Gviānā 2023.gada 13.aprīlī plkst.15:15 pēc Maskavas laika. ESA palaišanas tiešraidi sāks pulksten 14:45.
Lasīt vairāk:
Zinātnieki ir izpētījuši īpaši spilgtu objektu, kas pārkāpj fizikas likumu
Kvarku "jūra" viena protona iekšpusē: no kā sastāv elementārdaļiņa
Apskatiet Marsa augstākās izšķirtspējas karti: 110 000 kadru un 5,7 triljonus pikseļu
Uz vāka:JUICE misijas mākslinieciska ilustrācija. Attēls: ESA/ATG medialab (kosmosa kuģis); NASA/ESA/J. Nikols (Jupiters); NASA/JPL (Ganimēds); NASA/JPL/Arizonas Universitāte (Io); NASA/JPL/DLR (Callisto un Eiropa)