Sao Mộc không chỉ là hành tinh lớn nhất và khổng lồ nhất trong hệ mặt trời của chúng ta. Anh ấy là người giữ kỷ lục về nhiều mặt. Do đó, Sao Mộc có từ trường mạnh nhất trong số các hành tinh, phát ra trong dải tia X, và có bầu khí quyển cực kỳ phức tạp. Các nhà hành tinh học đang tỏ ra rất quan tâm đến hành tinh này, vì rất khó để đánh giá quá cao vai trò của Sao Mộc trong lịch sử của hệ Mặt Trời, cũng như trong hiện tại và tương lai của nó.
Tàu vũ trụ Juno, đã đến hành tinh khổng lồ vào năm 2016 và hiện đang trong chương trình nghiên cứu trên quỹ đạo xung quanh Sao Mộc, được thiết lập để giúp các nhà khoa học giải đáp nhiều bí ẩn của nó.
Bắt đầu sứ mệnh
Việc chuẩn bị cho chuyến thám hiểm của tàu thăm dò tự động tới Sao Mộc này được NASA thực hiện như một phần của chương trình Biên giới Mới, tập trung vào nghiên cứu toàn diện một số vật thể của hệ Mặt trời mà bạn quan tâm đặc biệt. "Juno" trở thành sứ mệnh thứ hai trong khuôn khổ dự án này. Cô ấy bắt đầu 5Tháng 8 năm 2011 và trải qua gần 5 năm trên đường, đã đi vào quỹ đạo thành công quanh Sao Mộc vào ngày 5 tháng 7 năm 2016.
Tên của nhà ga đi đến hành tinh mang tên vị thần tối cao trong thần thoại La Mã được chọn không chỉ để vinh danh vợ của "vua của các vị thần": nó có một hàm ý nhất định. Theo một trong những câu chuyện thần thoại, chỉ có Juno mới có thể nhìn xuyên qua những đám mây mà sao Mộc che đậy những việc làm chưa từng thấy của anh ta. Gán tên Juno cho phi thuyền, các nhà phát triển nhờ đó đã xác định được một trong những mục tiêu chính của sứ mệnh.
Nhiệm vụ thăm dò
Các nhà hành tinh học có rất nhiều câu hỏi đối với Sao Mộc, và câu trả lời cho chúng phụ thuộc vào việc hoàn thành các nhiệm vụ khoa học được giao cho trạm tự động. Tùy thuộc vào đối tượng nghiên cứu, các nhiệm vụ này có thể được kết hợp thành ba phức hợp chính:
- Nghiên cứu bầu khí quyển của Sao Mộc. Thành phần tinh chế, cấu trúc, đặc điểm nhiệt độ, động lực của các dòng khí trong các lớp sâu của khí quyển nằm bên dưới các đám mây khả kiến - tất cả những điều này đều được các nhà khoa học, tác giả của chương trình khoa học Juno quan tâm. Con tàu vũ trụ, giải thích cho cái tên được đặt cho nó, nhìn xa hơn với các công cụ của nó so với những gì có thể cho đến nay.
- Nghiên cứu từ trường và từ quyển của người khổng lồ. Ở độ sâu hơn 20 nghìn km, ở áp suất và nhiệt độ khổng lồ, khối lượng hydro khổng lồ ở trạng thái kim loại lỏng. Các dòng điện trong nó tạo ra một từ trường mạnh và kiến thức về các tính năng của nó rất quan trọng để làm rõ cấu trúc của hành tinh và lịch sử hình thành của nó.
- Việc nghiên cứu các chi tiết về cấu trúc của trường hấp dẫn cũng cần thiết cho các nhà khoa học hành tinh để xây dựng một mô hình chính xác hơn về cấu trúc của Sao Mộc. Nó sẽ cho phép chúng ta tự tin hơn khi đánh giá khối lượng và kích thước của các lớp sâu nhất của hành tinh, bao gồm cả lõi bên trong rắn của nó.
thiết bị khoa học Juno
Thiết kế của tàu vũ trụ mang theo một số dụng cụ được thiết kế để giải quyết các vấn đề trên. Chúng bao gồm:
- MAG phức hợp đo từ tính, bao gồm hai từ kế và một bộ theo dõi sao.
- Phân đoạn không gian của thiết bị đo trọng trường Khoa học Trọng lực. Đoạn thứ hai nằm trên Trái đất, các phép đo được thực hiện bằng hiệu ứng Doppler.
- Máy đo bức xạ vi sóng MWR để nghiên cứu bầu khí quyển ở độ sâu lớn.
- Máy quang phổ tử ngoại UVS để nghiên cứu cấu trúc của các cực quang của Sao Mộc.
- Công cụJADE để khắc phục sự phân bố của các hạt tích điện năng lượng thấp trong cực quang.
- Máy dò phân bố điện tử và ion năng lượng caoJEDI.
- Máy dò plasma và sóng vô tuyến trong từ quyển của hành tinh Sóng.
- camera hồng ngoại JIRAM.
- Máy ảnh dải quang học JunoCam được đặt trên Juno chủ yếu dành cho mục đích trình diễn và giáo dục cho công chúng. Máy ảnh này không có nhiệm vụ đặc biệt nào mang tính chất khoa học.
Đặc điểm thiết kế và thông số kỹ thuật của "Juno"
Con tàu vũ trụ có khối lượng phóng là 3625 kg. Trong số này, chỉ có khoảng 1600 kg rơi vào phần của chính nhà ga, phần còn lại của khối lượng - nhiên liệu và chất oxy hóa - được tiêu thụ trong quá trình thực hiện nhiệm vụ. Ngoài động cơ đẩy, thiết bị được trang bị bốn mô-đun động cơ định hướng. Tàu thăm dò được cung cấp năng lượng bởi ba tấm pin mặt trời cao 9 mét. Đường kính của bộ máy, không tính chiều dài, là 3,5 mét.
Tổng công suất của các tấm pin mặt trời trên quỹ đạo xung quanh Sao Mộc vào thời điểm kết thúc sứ mệnh phải đạt ít nhất 420 watt. Ngoài ra, Juno còn được trang bị hai pin lithium-ion để cung cấp năng lượng cho nó khi ga ở trong bóng tối của sao Mộc.
Các nhà phát triển đã tính đến các điều kiện đặc biệt mà Juno sẽ phải làm việc. Các đặc điểm của tàu vũ trụ là thích nghi với điều kiện lưu trú lâu dài trong các vành đai bức xạ mạnh của một hành tinh khổng lồ. Các thiết bị điện tử dễ bị tổn thương của hầu hết các thiết bị được đặt trong một ngăn titan hình khối đặc biệt, được bảo vệ khỏi bức xạ. Độ dày của các bức tường là 1 cm.
Những "hành khách" bất thường
Trạm mang ba hình người bằng nhôm kiểu Lego mô tả các vị thần La Mã cổ đại Jupiter và Juno, cũng như người phát hiện ra vệ tinh của hành tinh, Galileo Galilei. Những "hành khách" này, theo giải thích của nhân viên sứ mệnh, đã đến Sao Mộc để thu hút sự chú ý của thế hệ trẻ đối với khoa học và công nghệ, nhằm thu hút sự quan tâm của trẻ em trong việc khám phá không gian.
Galileo vĩ đại ở trên tàu và trong một bức chân dung trên một tấm bảng đặc biệt do Cơ quan Vũ trụ Ý cung cấp. Nó cũng mang một đoạn thư được nhà khoa học viết vào đầu năm 1610, nơi lần đầu tiên ông đề cập đến việc quan sát các vệ tinh của hành tinh này.
Chân dung của Sao Mộc
JunoCam, mặc dù nó không mang tải trọng khoa học, nhưng đã có thể thực sự làm rạng danh tàu vũ trụ Juno cho toàn thế giới. Những bức ảnh về hành tinh khổng lồ, được chụp với độ phân giải lên tới 25 km mỗi pixel, thật đáng kinh ngạc. Chưa bao giờ người ta nhìn thấy vẻ đẹp lộng lẫy và đầy đe dọa của các đám mây trên Sao Mộc chi tiết như vậy.
Các vành đai mây theo chiều dọc, các cơn bão và gió xoáy của bầu khí quyển Sao Mộc hùng vĩ, dòng ngược khổng lồ của Vết Đỏ Lớn - tất cả những điều này đã được máy ảnh quang học Juno ghi lại. Hình ảnh của Sao Mộc từ tàu vũ trụ giúp chúng ta có thể nhìn thấy các vùng cực của hành tinh, những vùng không thể tiếp cận được đối với các quan sát bằng kính thiên văn từ Trái đất và quỹ đạo gần Trái đất.
Một số kết quả khoa học
Sứ mệnh đã đạt được tiến bộ khoa học ấn tượng. Đây chỉ là một số:
- Sự bất đối xứng của trường hấp dẫn của Sao Mộc, do đặc thù của sự phân bố các dòng khí quyển, đã được thiết lập. Hóa ra độ sâu mà các dải này kéo dài, có thể nhìn thấy trên đĩa Sao Mộc, đạt tới 3000 km.
- Cấu trúc phức tạp của khí quyển ở các vùng cực, được đặc trưng bởi các quá trình hỗn loạn đang hoạt động, đã được phát hiện.
- Phép đo từ trường đã được thực hiện. Nó hóa ra là một thứ tự cường độ cao hơn thứ mạnh nhất trên trái đấttừ trường có nguồn gốc tự nhiên.
- Một bản đồ ba chiều về từ trường của Sao Mộc đã được xây dựng.
- Hình ảnh chi tiết về cực quang được chụp.
- Đã nhận được dữ liệu mới về thành phần và động lực của Vết đỏ lớn.
Đây không phải là tất cả thành tựu của Juno, nhưng các nhà khoa học hy vọng sẽ có thêm thông tin về nó, bởi vì sứ mệnh vẫn đang tiếp tục.
Tương lai của Juno
Nhiệm vụ ban đầu dự kiến chạy đến tháng 2 năm 2018. Sau đó NASA quyết định kéo dài thời gian lưu trú của trạm gần Sao Mộc cho đến tháng 7/2021. Trong thời gian này, nó sẽ tiếp tục thu thập và gửi dữ liệu mới về Trái đất, đồng thời sẽ tiếp tục chụp ảnh Sao Mộc.
Khi kết thúc nhiệm vụ, trạm sẽ được đưa vào bầu khí quyển của hành tinh, nơi nó sẽ bốc cháy. Một kết thúc như vậy được dự kiến để tránh rơi vào bất kỳ vệ tinh lớn nào trong tương lai và có thể làm ô nhiễm bề mặt của nó bởi các vi sinh vật trên cạn từ Juno. Con tàu vũ trụ vẫn còn một chặng đường dài phía trước và các nhà khoa học đang trông đợi vào một "thu hoạch" khoa học phong phú mà Juno sẽ mang lại cho họ.
