Мистерије Јупитера: како су међупланетарне станице проучавале гасног гиганта

Европска свемирска агенција 13. априла 2023. лансира мисију Јупитер Ици Моонс Екплорер (ЈУИЦЕ) за

Јупитер. Аутоматска међупланетарна станица ће проћи дуг пут од скоро осам година пре него што почне да истражује највећу планету Сунчевог система и њене ледене сателите.&нбсп;

ЈУИЦЕ неће бити први истраживачкивозило које ће се приближити гасном гиганту: осам међупланетарних станица се приближило Јупитеру у прошлости, а НАСА-ина сонда Јуно управо сада истражује планету. Неки од њих користили су гасног гиганта само као посредну „станицу“ како би искористили његову гравитацију да би добили убрзање и ушли у дату орбиту како би стигли до далеких периферија Сунчевог система и шире. Други су сврсисходно проучавали саму планету и њене бројне сателите.

Пролазни скитници који лете у даљину и њихова открића

Две близнакиње свемирске летелице које је дизајнирала НАСАПионеер 10 и Пионеер 11 постали су прва вештачка возила која су изашла изван појаса астероида и приближила се највећој планети Сунчевог система. Иако су мисије почеле у размаку од око годину дана и пратиле су различите путање, заједно су оствариле низ историјских подвига.

Пионеер 10 је лансиран 2. марта 1972. године саамбициозна мисија проучавања астероидног појаса, Јупитерове атмосфере и спољашњег Сунчевог система. Отприлике годину и по након лансирања, стигао је до Јупитера. На свом најближем приближавању 4. децембра 1973. године, летео је на удаљености од 132.000 км од облака Јупитера.

„Пионир-10“ је направио прве детаљне сликекрупни план гасног гиганта и посматрао његове радијационе појасеве, магнетно поље и још много тога. Након што је завршила своју главну мисију, сонда је кренула ка звезди Алдебаран, до које се очекује да ће стићи за око 2 милиона година.

Покренут око годину дана наконњегов претходник, Пионеер 11, пролетео је кроз астероидни појас 1974. године. Требала му је помоћ Јупитерове гравитације да би стигао до Сатурна: 2. децембра међупланетарна станица је прошла на удаљености од око 42,8 хиљада км од ивице облака планете. Као резултат овог дела мисије, снимио је поларне области Јупитера и његових месеца.

Уметничка илустрација сонди Пионеер-10 и Пионеер-11. Слика: НАСА Амес

Слике Јупитера и два највећа месеца Европе (лево) и Ганимеда (десно) које је направила свемирска летелица Пионеер 10. Слика: НАСА

Следећи "туристи" који су посетили гасгиганта, постале су две сонде-„близанци” „Војаџери”. Воиагер 2 лансиран је 20. августа 1977, а затим Воиагер 1 две недеље касније. Овај последњи је претекао свог „близанца“, пролетео поред Јупитера у марту 1979. године и направио више од 18 хиљада слика гасног гиганта и његових сателита. Друга сонда, која је стигла до Јупитера четири месеца касније, омогућила је истраживачима да упореде како се лице планете мења.

Студија је показала како се креће и развијаатмосфера планете. Између осталог, Воиагерс је по први пут показао да је Велика црвена мрља ротирајућа олуја у супротном смеру казаљке на сату која је у интеракцији са другим, мањим олујама. Осим тога, сателити су открили слабашни прстен прашине који окружује планету и неколико раније непознатих месеца, открили активне вулкане на Јоу и по први пут показали линеарне грешке на површини Европе – први знак скривеног океана.&нбсп;


Воиагер слике Јупитера и Велике црвене мрље. Фотографије: НАСА

1992. летелица је пролетела поред Јупитера.апарат "Уликс". Главна мисија овог сателита била је проучавање Сунца. Али да би прешла раван еклиптике (раван у којој се планете крећу) и видела поларне области звезде, сонда је такође користила гравитацију највеће планете. Током прелета планете, сателитски инструменти су успели да измере и прецизирају облик и величину Јупитерове магнетосфере.

Цассини-Хуигенс сонда је заједнички НАСА пројекат,Европска и италијанска свемирска агенција - најпознатији је по свом истраживању Сатурна: више од 10 година кружио је око орбите планете. Али на путу до истраживачког места, овај уређај је успео да проучи и Јупитер. Камере високе резолуције међупланетарне станице снимиле су 26.000 снимака Јупитерове атмосфере током неколико месеци прелета. Ове фотографије су помогле научницима да преиспитају своје разумевање црвених и белих гасних трака широм планете.

Слика Јупитера коју је направила сонда Касини. Фотографија: НАСА/ЈПЛ/Институт за свемирске науке

Последња сонда која је пролетела поред Јупитера била је"Нови хоризонти". Посета гасном гиганту 2007. године била је важан део мисије свемирске летелице, пошто је гравитација планете требало да јој помогне да се усмери ка Плутону. Током петомесечног прелета, Нев Хоризонс је побољшао прорачуне орбите за Јупитерове унутрашње месеце и први пут направио прве фотографије Мале црвене тачке изблиза.

Галилео је први који је кружио око Јупитера

Четири свемирске летелице („Пионири“ иВоиагерс је раније посећивао Јупитер, али Галилео је био прва сонда која је намерно ушла у орбиту око гасног гиганта. Лансирао је 18. октобра 1989. и доспео до највеће планете у децембру 1995.&нбсп;

Док је био у орбити, Галилео је пао на атмосферусонда која је прва узорковала атмосферу гасне планете. Мерио је температуру, притисак, хемијски састав, карактеристике облака, проучавао сунчеву светлост, муње и унутрашњу енергију планете. За својих 58 минута рада, сонда је продрла 200 км у Јупитерову турбулентну атмосферу пре него што је била здробљена, отопљена или испарена услед интензивног притиска и температуре.

Уметничка илустрација Галилеја који лети поред вулканске површине Иа. Слика: НАСА

Игром случаја, то је први пут био Галилеоприметио је удар комете на планету када се Шумејкер-Леви 9 сударио са Јупитером. Осим тога, за 14 година рада у орбити планете, летелица је открила интензиван радијациони појас изнад врхова Јупитерових облака, хелијум у приближно истој концентрацији као на Сунцу, присуство сланог океана испод површине Европе, а такође је прикупио податке о гвозденом језгру и магнетном пољу на Ганимеду.

21. септембра 2003. када је Галилео скороостала без горива, НАСА је намерно послала летелицу на самоубилачко „слетање”. Сонда је изгорела у Јупитеровој атмосфери да би заштитила Европу, у чијим океанима научници верују да се можда крије живот.

Четири највећа месеца Јупитера које је фотографисао Галилеј (с лева на десно по растућој удаљености од планете): Ио, Европа, Ганимед, Калисто. Слика: НАСА/ЈПЛ/ДЛР

&нбсп;Јуно истражује дубине атмосфере

Мисија Јуно је само други просторуређај посвећен проучавању највеће планете у Сунчевом систему. Лансирала га је НАСА 5. августа 2011. године, стигла је на Јупитер у јулу 2016. и још увек ради.&нбсп;

Главни циљ Јуно је да научи више опорекло Јупитера и како се планета мења током времена. Током свог боравка на Јупитеру, аутоматска станица је погледала у дубину атмосфере гасног гиганта. Насилне олује на планети изгледају хаотичније и незаустављивије него што се раније мислило: на пример, свемирска летелица је открила групу циклона и антициклона на северном полу Јупитера, од којих су неки већи од Земље.

Комбинована слика на основу података,коју је прикупила Јуно у инфрацрвеном спектру, која приказује централни циклон на северном полу планете и осам околних циклона. Слика: НАСА/ЈПЛ-Цалтецх/СвРИ/АСИ/ИНАФ/ЈИРАМ

Иако Јуно не може да посматра Јупитерово језгродиректно, свемирска летелица је научницима пружила доказе да је језгро планете веће и „мутније“ него што се раније мислило. Истраживачи верују да гасни гигант има "мућкасто" језгро, а не мали, чврсти центар.

Јуно је такође открила неколико врста муњана Јупитеру, дајући научницима нове увиде у атмосферу планете. Закључци из прикупљених података сугеришу да се време на Јупитеру у неким случајевима радикално разликује од Земљиног. На пример, на нашој планети већина муња долази од водених облака. Али Јуно је открила да се најмање једна врста муња формира високо у Јупитеровој атмосфери, где су температуре превише хладне за воду. Можда настају због судара ледених кристала и амонијака.

Део екваторијалне области Јупитера (полови се не виде, налазе се лево и десно), добијен од Јуноне. Слика: НАСА/ЈПЛ-Цалтецх/СвРИ/МССС/Кевин М. Гилл

Првобитна мисија Јуно је завршена 2021. године, али је НАСА продужила до 2025. године. За то време, летелица ће изблиза погледати Ганимед, Европу и Јо.&нбсп;

ЈУИЦЕ је прва сонда која је у орбити сателита&нбсп;

Упркос бројним студијама, многиПитања о Јупитеру и његовим месецима остају без одговора, посебно она која се односе на могућност живота у океанима скривеним испод леда.

Путовање сонде до Јупитера трајаће 7,5 година иукључиће три повратка на Земљу: брод ће користити гравитацију наше планете и један прелет Венере да би прилагодио своју путању и ушао у орбиту око гасног гиганта у децембру 2031.&нбсп;

Према плану, он ће провести три године у орбити планете,правећи блиске прелете своја три главна сателита: Европа, Ганимед и Калисто. Након тога, он ће ићи у орбиту око највећег Ганимедовог сателита, постајући први вештачки уређај који кружи око сателита осим Месеца.

ЈУИЦЕ ће направити само два прелета Европе, летећина удаљености од око 400 км изнад површине сателита. Преблизу је Јупитеру да би свемирска летелица овде дуго остала. Након тога, извршиће 21 прелет најудаљенијег од четири главна месеца, Калиста, приближавајући се удаљености од 200 км од његове површине. Мисија ће се завршити стабилном орбитом око Ганимеда.


Уметничка анимација ЈУИЦЕ-а у Ганимедовој орбити. Видео: ЕСА

ЈУИЦЕ има инсталирано 10 научних инструмената,који ће научницима помоћи да анализирају Јупитерове месеце и њихов потенцијал за живот. То укључује камере, сензоре за анализу хемијског састава месечевих ледених кора и њиховог окружења, магнетометре и радаре који ће креирати детаљне мапе површина сателита и по први пут погледати испод њих.&нбсп;

Мисија треба да буде лансирана са космодрома у Француској Гвајани 13. априла 2023. године у 15:15 по московском времену. ЕСА ће почети уживо да преноси лансирање у 14:45.

Опширније:

Научници су проучавали ултра-светли објекат који крши закон физике

"Море" кваркова унутар једног протона: од чега се састоји елементарна честица

Погледајте карту највише резолуције Марса: 110.000 кадрова и 5,7 трилиона пиксела

На поклопцу:уметничка илустрација мисије ЈУИЦЕ. Слика: ЕСА/АТГ медиалаб (свемирски брод); НАСА/ЕСА/Ј. Николс (Јупитер); НАСА/ЈПЛ (Ганимед); НАСА/ЈПЛ/Универзитет Аризоне (Ио); НАСА/ЈПЛ/ДЛР (Калисто и Европа)