Автоматична міжпланетна станція «Юнона» (Juno) вийшла на орбіту Юпітера 5 липня 2016 р. близько сьомої години за київським літнім часом. Ця подія стала фінальною для першого етапу космічної місії Юнони (політ від Землі до Юпітера) і початком наступного ― дослідження протягом двох років найбільшої планети Сонячної системи.

Одразу варто зазначити, що «Юнона» ― не перший космічний апарат на орбіті Юпітера. Протягом 1995—2003 років біля планети працював зонд «Ґалілео».

Космічний зонд «Юнона» стартував з поверхні Землі 5 серпня 2011 р. Це друга автоматична міжпланетна станція, створена NASA з метою виконання програми «Нові рубежі» (NewFrontiers) з вивчення далеких об’єктів нашої планетної системи. Перша — вже всесвітньо відомий зонд «Нові горизонти», який влітку 2015 р. пройшов повз Плутон.

«Юнона» хоча й стартувала до Юпітера майже п’ять років тому, до жовтня 2013 р. фактично виконувала маневри в міжпланетному просторі з метою максимально прискоритися в гравітаційному полі Землі. Річ в тому, що стартова маса космічного апарата становила понад 3,5 тонни. Спрямувати його до Юпітера за «прямою» траєкторією було неможливо.

На світлині показано траєкторію польоту космічного зонда «Юнона» до Юпітера. Фото з сайту NASA.

До слова, вихід на орбіту Юпітера — також не проста справа. Щоб «зачепитися» за неї, упродовж 35 хвилин працював двигун Юнони. Причому ця орбіта для зонда є проміжною ― 19 жовтня поточного року він перейде на іншу «трасу» — полярну ексцентричну (мінімальна відстань від планети становитиме менше 5000 км, а максимальна — майже два млн км) орбіту з періодом 14 діб. Якраз із неї «Юнона» й буде виконувати дослідження Юпітера.

На світлині показано орбіти (позначено цифрами) Юнони довкола Юпітера. На цих орбітах космічний апарат упродовж двох років має 37 разів обійти планету-гігант. Фото з сайту NASA.

Полярну орбіту обрано з огляду на завдання, які має виконати «Юнона» ― докладне вивчення магнітного й гравітаційного полів Юпітера та його атмосфери. Науковців цікавлять магнітосфера навколо полюсів планети, її внутрішня будова, зокрема стан ядра, і хімічний склад. Наприклад, визначення вмісту кисню і води в атмосфері Юпітера має допомогти астрономам звузити гіпотези, що розглядають процес формування газового гіганта. Оскільки під час наближення до планети зонд потраплятиме в сильні радіаційні пояси, то частина його електронного обладнання екранована в спеціальному титановому «бункері» з товщиною стінок один сантиметр. А для того, щоб космічний апарат «відпочивав» від надміру радіації, йому встановили доволі витягнуту орбіту. В найвіддаленішій її точці зонд перебуватиме далі від Юпітера, ніж супутник планети Каллісто.

На облавку Юнони встановлено дев’ять наукових приладів: спектрографи, радіометри, магнітометри, детектор частинок та дві фотокамери, що працюють в оптичному й інфрачервоному діапазонах електромагнітного спектра. Всі ці прилади — дуже складне технічне обладнання, що має забезпечити збір наукових даних про Юпітер. Наприклад два магнітометри дозволять створити докладну мапу магнітного поля планети. Щоб мінімізувати вплив космічного зонда на прилади, датчики магнітометрів розміщено на щоглі, прикріпленій на одній з сонячних батарей на відстані майже 12 метрів від його корпусу. А невідворотне мікроскопічне зміщення датчиків, спричинене стисненням ― розширенням матеріалу сонячної батареї та щогли, буде контролюватися системою спеціальних камер, орієнтованих на зорі.

На світлині показано космічний зонд «Юнона» та розміщення на ньому наукового обладнання. Докладніше див. фото на сайті NASA.

Енергію для обладнання Юнони виробляють сонячні батареї (їх добре видно на знімках зонда як три «пелюстки» довкола космічного апарата). Загальна енергетична потужність становить 400 Вт. Батареї виготовлено так, що вони зможуть працювати при дуже низьких температурах і високому рівні радіації. Додатково їх захистили товстим шаром скла. На випадок виходу з ладу якоїсь частини сонячних панелей, передбачена можливість відключення деяких інструментів космічного апарата. «Юнона» — перший космічний апарат для вивчення віддалених об’єктів Сонячної системи, який оснастили не плутонієвими акумуляторами, а сонячними батареями.

На «Юноні», окрім наукової апаратури, встановлено меморіальну пластину на честь Ґалілео Ґалілея. На ній зображено портрет науковця, а також викарбовано його слова (італійською мовою і почерком Ґалілея) про відкриття чотирьох супутників Юпітера. В астрономії їх називають галілеєвими. Також зонд несе три статуетки, що зображають Ґ. Ґалілея, римського бога Юпітера і його дружину Юнону. Фігура Юнони тримає лупу, як знак пошуку нею істини, Юпітер ― блискавки, а фігура Ґалілей — знаменитий телескоп відомого італійця. Фірма Legoвиготовила фігурки не з пластика, як зазвичай, а з алюмінію. Це має забезпечити їх «виживання» в екстремальних умовах космічного польоту.

На світлині показано меморіальну пластину на честь Ґалілео Ґалілея (вгорі) та фігурки Lego. Фото з сайту NASA.

«Спілкуватися» із Землею Юнона буде через мережу віддаленого космічного зв’язку (Deep Space Network), яка має для цих цілей кілька великих радіотелескопів, розміщених в різних куточках планети.

Головним дослідником, тобто керівником місії Юнони, є Скотт Болтон з Південно-західного науково-дослідного інституту в Сан-Антоніо (штат Техас, США). Управління місією здійснює Лабораторія реактивного руху NASA, підрозділ Каліфорнійського технологічного інституту в Пасадені (штат Каліфорнія).

Після закінчення місії Юнони, космічний апарат увійде в атмосферу Юпітера й згорить там, як 2003 р. там згорів зонд «Ґалілео». Згідно з програмою ця подія намічена на лютий 2018 року. Такий спосіб утилізації космічних апаратів обрано з метою запобігти (навіть суто теоретично) занесенню земних форм простого життя на супутники Юпітера.

Але це трапиться не раніше, ніж через два роки. Поки що астрономи чекають від «Юнони» нові дані про Юпітер. А широкий загал буде втішений нею неймовірними світлинами найбільшої планети Сонячної системи.

© Іван Крячко, липень 2016 р.