Тайная жизнь гиганта

Главные научные задачи Juno — лучше узнать строение Юпитера. Это знание позволит лучше понять строение планеты, и больше узнать о процессах формирования газовых гигантов в Солнечной и других планетных системах. Юпитер — уникальное тело для нашей системы — практически переходная форма от планеты к коричневому карлику. Чтобы стать коричневым карликом Юпитеру понадобилось бы найти где-то еще дюжину своих близнецов, а чтобы дойти до состояния звезды — восемь десятков. Тем не менее, Юпитер — уже совсем не та планета земного типа, которые сейчас лучше всего изучены. Всего под несколькими сотнями километров гелий-водородной газовой атмосферы, Юпитер наполнен морем жидкого водорода, на дне которого еще более экзотическое вещество — металлический водород. Огромное давление и температуры формируют условия, которые просто так невозможно даже представить на Земле, можно лишь провести математическое моделирование или получить миллиграммы подобного вещества в лаборатории. Как распределяются слои в недрах Юпитера, какие там процессы происходят, есть ли твердое ядро в самом центре? На эти вопросы должна ответить Juno.

Взгляд в Большое красное пятно, позволит увидеть не только богатый внутренний мир Юпитера, но и лучше понять процессы формирования планетных систем и более экзотических объектов Вселенной: коричневых карликов.
Juno оборудована приборами, которые будут, каждый по-своему извлекать знания из юпитерианских глубин.

Внешняя газовая оболочка — самая доступная для изучения, поэтому на нее нацелено больше всего приборов, но процессы, происходящие в юпитерианских облаках должны подсказать, что происходит глубже. Внешнюю атмосферу Юпитера будут изучать два спектрометра: инфракрасный и ультрафиолетовый. Для «массового зрителя» практически в последний момент перед отлётом аппарата на космодром, установлена отдельная камера, которая снимает в видимом диапазоне — ее задача радовать нас красивыми фоточками, пока она не умрет от радиации.

Инфракрасная камера позволит увидеть тепловые потоки в атмосфере на глубине до 70 км. Чтобы инфракрасные данные о Юпитере были полнее, его заранее стали наблюдать при помощи наземных телескопов, в том числе европейского VLT.

Первыми данными, которые зонд передал на Землю, стали не фотографии планеты, а своеобразная "песнь" солнечного ветра – то, как его частицы взаимодействуют с магнитным полем Юпитера. По словам ученых, Juno пересек границу между "пузырями" магнитных полей Солнца и Юпитера 24 июня, когда инструменты зонда зафиксировали резкие изменения в электрическом поле межпланетной среды и флуктуации в плазме солнечного ветра. Ученые преобразовали эти данные в аудиозапись, которую можно прослушать на сайте НАСА.

Вулканы Ио выбрасывают пыль и газы, атомы которых ионизируются солнечным ультрафиолетом и пополняют магнитосферу Юпитера, становясь большой проблемой для космических аппаратов и возможных будущих покорителей Европы.
Для изучения заряженных частиц и плазмы Juno оснащена двумя датчиками частиц низких и высоких энергий. Специальная антенна будет изучать радиоволны, которые создаются полярными сияниями.
Магнитное поле будет картографировано при помощи магнитометра, расположенного на одном из «крыльев» космического аппарата. Этот прибор очень чуток к изменениям магнитного поля, поэтому его постарались вынести как можно дальше от электрооборудования Juno.

Взгляд в самое нутро атмосферы Юпитера Juno произведет при помощи микроволнового радиометра. Он позволит наблюдать тепловые потоки на глубине до 600 км.
Пожалуй, одно из самых важных исследований будет проведено путем регистрации отклонений гравитационного поля планеты. Результатом должно стать понимание строения Юпитера, распределения слоев, уточнение массы ядра и более точное понимание его состава. Как ни странно, для этих целей не предназначено отдельного прибора. Анализ будет производиться по радиосигналу: неоднородности гравитационного поля на ничтожные доли процента будут менять скорость космического аппарата и эти отклонения будут определяться на Земле по эффекту Допплера, который будет удлинять или укорачивать волну радиосигнала Juno.
Космический аппарат будет вращаться по вытянутой полярной эллиптической орбите, удаляясь от планеты на 3,5 млн. км и сближаясь на 5 тыс. км. Благодаря этому мы сможем впервые увидеть полюса Юпитера, которые еще не удавалось снять ни одному зонду.

Каждый виток на орбите будет занимать 14 дней. Эта орбита предназначается для исследовательской работы, но Juno не сразу на нее выйдет. Работа у Юпитера начнется с 53,5-суточной орбиты, а этап научной работы начнется только в ноябре 2016 года. Меньше чем через полтора года, к февралю 2018 года, миссия Juno завершится и аппарат будет сведен в плотные слои атмосферы планеты-гиганта.

В отличие от Galileo, исследовавшего также и спутники планеты, Juno полностью посвятит себя исследованию самого Юпитера, проведет более тесные сближения и осмотр полярных областей.
Следить за полетом Juno можно на сайте whereisjuno.info, в приложении для настольных компьютеров NASA Eyes или в SolarWalk для iOS и Android.