كوكب المشتري ليس فقط أكبر وأضخم كوكب في نظامنا الشمسي. هو صاحب الرقم القياسي في كثير من النواحي. وبالتالي ، يمتلك المشتري أقوى مجال مغناطيسي بين الكواكب ، وينبعث في نطاق الأشعة السينية ، وله غلاف جوي شديد التعقيد. يبدي علماء الكواكب اهتمامًا كبيرًا بهذا الكوكب ، لأنه من الصعب المبالغة في تقدير دور المشتري في تاريخ النظام الشمسي ، وكذلك في حاضره ومستقبله.
المركبة الفضائية جونو ، التي وصلت إلى الكوكب العملاق في عام 2016 وهي حاليًا في برنامج بحثي في مدار حول كوكب المشتري ، من المقرر أن تساعد العلماء في حل العديد من ألغازها.
مهمة تبدأ
تم التحضير لبعثة هذا المسبار التلقائي إلى كوكب المشتري من قبل ناسا كجزء من برنامج الحدود الجديدة ، والذي ركز على الدراسة الشاملة للعديد من كائنات النظام الشمسي ذات الأهمية الخاصة. أصبحت "جونو" المهمة الثانية في إطار هذا المشروع. بدأت 5أغسطس 2011 ، وبعد أن أمضى ما يقرب من خمس سنوات على الطريق ، دخل بنجاح في مدار حول كوكب المشتري في 5 يوليو 2016.
تم اختيار اسم المحطة التي ذهبت إلى الكوكب التي تحمل اسم الإله الأعلى للأساطير الرومانية ليس فقط تكريما لزوجة "ملك الآلهة": له دلالة معينة. وفقًا لإحدى الأساطير ، فقط جونو كان بإمكانه النظر من خلال حجاب الغيوم الذي غلف به كوكب المشتري أفعاله غير اللائقة. عند تعيين اسم Juno للمركبة الفضائية ، حدد المطورون بذلك أحد الأهداف الرئيسية للمهمة.
مهام التحقيق
لدى علماء الكواكب الكثير من الأسئلة لكوكب المشتري ، وتعتمد إجاباتها على إنجاز المهام العلمية الموكلة للمحطة الآلية. اعتمادًا على موضوع الدراسة ، يمكن دمج هذه المهام في ثلاثة مجمعات رئيسية:
- دراسة الغلاف الجوي لكوكب المشتري. التركيب المكرر والهيكل وخصائص درجة الحرارة وديناميكيات تدفق الغاز في الطبقات العميقة من الغلاف الجوي الواقعة أسفل السحب المرئية - كل هذا له أهمية كبيرة للعلماء ، مؤلفي برنامج جونو العلمي. المركبة الفضائية ، التي تبرر الاسم الممنوح لها ، تبدو أكثر بأدواتها مما كان ممكنًا حتى الآن.
- دراسة المجال المغناطيسي العملاق والغلاف المغناطيسي. على عمق أكثر من 20 ألف كم ، تحت ضغط ودرجات حرارة هائلة ، توجد كتل ضخمة من الهيدروجين في حالة المعدن السائل. تولد التيارات الموجودة فيه مجالًا مغناطيسيًا قويًا ، ومعرفة ميزاته مهمة لتوضيح بنية الكوكب وتاريخ تكوينه.
- دراسة تفاصيل بنية مجال الجاذبية ضرورية أيضًا لعلماء الكواكب لبناء نموذج أكثر دقة لهيكل كوكب المشتري. سيسمح لنا ذلك بالحكم بثقة أكبر على كتلة وحجم الطبقات الأعمق من الكوكب ، بما في ذلك اللب الداخلي الصلب.
معدات العلوم جونو
تصميم المركبة الفضائية يسمح بحمل عدد من الأدوات المصممة لحل المشاكل المذكورة أعلاه. وتشمل هذه:
- مجمع مغناطيسي MAG ، يتكون من مقياسين مغناطيسيين ومتتبع النجوم.
- قطعة فضائية من المعدات لقياسات الجاذبية علم الجاذبية. يقع الجزء الثاني على الأرض ، ويتم إجراء القياسات نفسها باستخدام تأثير دوبلر.
- MWR مقياس إشعاع الميكروويف لدراسة الغلاف الجوي على أعماق كبيرة.
- مطياف الأشعة فوق البنفسجية UVS لدراسة بنية الشفق القطبي للمشتري.
- أداة JADE لإصلاح توزيع الجسيمات المشحونة منخفضة الطاقة في الشفق.
- كاشف توزيع الأيونات والإلكترونات عالي الطاقة JEDI
- كاشف البلازما وموجات الراديو في الغلاف المغناطيسي لموجات الكوكب.
- كاميرا JIRAM تعمل بالأشعة تحت الحمراء.
- كاميرا النطاق البصري JunoCam الموضوعة على Juno بشكل أساسي للأغراض التوضيحية والتعليمية لعامة الناس. هذه الكاميرا ليس لديها مهام خاصة ذات طبيعة علمية.
مميزات و مواصفات تصميم "جونو"
كان للمركبة الفضائية كتلة إطلاق 3625 كجم. من بين هؤلاء ، يسقط حوالي 1600 كجم فقط على حصة المحطة نفسها ، ويتم استهلاك باقي الكتلة - الوقود والمؤكسد - أثناء المهمة. بالإضافة إلى محرك الدفع ، فإن الجهاز مزود بأربع وحدات محرك توجيه. يتم تشغيل المسبار بواسطة ثلاثة ألواح شمسية طولها 9 أمتار. قطر الجهاز باستثناء طولها 3.5 متر
يجب أن تكون الطاقة الإجمالية للألواح الشمسية في مدار حول المشتري بنهاية المهمة 420 واط على الأقل. بالإضافة إلى ذلك ، تم تجهيز Juno ببطاريتي ليثيوم أيون لتشغيلها بينما تكون المحطة في ظل كوكب المشتري.
أخذ المطورون في الاعتبار الظروف الخاصة التي سيتعين على Juno العمل فيها. تتكيف خصائص المركبة الفضائية مع ظروف الإقامة الطويلة داخل أحزمة الإشعاع القوية لكوكب عملاق. توضع الإلكترونيات الضعيفة لمعظم الأدوات في حجرة مكعبة خاصة من التيتانيوم ، محمية من الإشعاع. سمك حوائطه 1 سم
"ركاب" غير عاديين
تحمل المحطة ثلاث شخصيات من الألمنيوم على طراز Lego تصور الآلهة الرومانية القديمة جوبيتر وجونو ، بالإضافة إلى مكتشف الأقمار الصناعية للكوكب ، جاليليو جاليلي. هؤلاء "الركاب" ، كما يوضح طاقم البعثة ، ذهبوا إلى كوكب المشتري من أجل جذب انتباه جيل الشباب إلى العلوم والتكنولوجيا ، لإثارة اهتمام الأطفال باستكشاف الفضاء.
غاليليو العظيم على متن السفينة وفي صورة على لوحة خاصة مقدمة من وكالة الفضاء الإيطالية. كما أنه يحمل جزءًا من رسالة كتبها العالم في أوائل عام 1610 ، حيث ذكر لأول مرة مراقبة الأقمار الصناعية للكوكب.
صور لكوكب المشتري
JunoCam ، على الرغم من أنها لا تحمل عبءًا علميًا ، كانت قادرة حقًا على تمجيد مركبة جونو الفضائية للعالم بأسره. صور الكوكب العملاق ، الملتقطة بدقة تصل إلى 25 كم لكل بكسل ، مذهلة. لم يسبق للناس أن رأوا من قبل الجمال الرائع والمخيف لغيوم كوكب المشتري بمثل هذه التفاصيل.
أحزمة السحب العرضية ، والأعاصير والزوابع من الغلاف الجوي لكوكب المشتري العظيم ، والإعصار المضاد الضخم للبقعة الحمراء العظيمة - كل هذا تم التقاطه بواسطة كاميرا جونو البصرية. صور كوكب المشتري من المركبة الفضائية جعلت من الممكن رؤية المناطق القطبية للكوكب ، والتي يتعذر الوصول إليها من أجل الملاحظات التلسكوبية من الأرض والمدار القريب من الأرض.
بعض النتائج العلمية
حققت البعثة تقدما علميا مبهرا. هنا فقط عدد قليل:
- تم تحديد عدم تناسق مجال جاذبية المشتري الناجم عن خصائص توزيع التدفقات الجوية. واتضح أن العمق الذي تمتد عليه هذه النطاقات الظاهرة على قرص المشتري يصل إلى 3000 كيلومتر.
- تم اكتشاف البنية المعقدة للغلاف الجوي للمناطق القطبية ، التي تتميز بعمليات مضطربة نشطة.
- تم إجراء قياسات المجال المغناطيسي. اتضح أنه ترتيب من حيث الحجم أعلى من الأقوى على الأرضالمجالات المغناطيسية ذات الأصل الطبيعي.
- تم بناء خريطة ثلاثية الأبعاد للمجال المغناطيسي للمشتري.
- تم التقاطصور مفصلة للشفق.
- تم استلام بيانات جديدة حول تكوين وديناميكيات البقعة الحمراء العظيمة.
هذه ليست كل إنجازات جونو ، لكن العلماء يأملون في الحصول على مزيد من المعلومات معها ، لأن المهمة لا تزال جارية.
مستقبل جونو
كان من المقرر أصلاً أن تستمر المهمة حتى فبراير 2018. ثم قررت ناسا تمديد بقاء المحطة بالقرب من كوكب المشتري حتى يوليو 2021. خلال هذا الوقت ، سيستمر في جمع البيانات الجديدة وإرسالها إلى الأرض ، وسيستمر في تصوير كوكب المشتري.
في نهاية المهمة ، سيتم إرسال المحطة إلى الغلاف الجوي للكوكب ، حيث ستحترق. يتم تصور مثل هذه النهاية من أجل تجنب السقوط على أي من الأقمار الصناعية الكبيرة في المستقبل والتلوث المحتمل لسطحها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة الأرضية من جونو. لا يزال أمام المركبة الفضائية طريق طويل لنقطعه ، ويعتمد العلماء على "حصاد" علمي غني سيحققه جونو.
