Pangea

Minden, ami földtudomány

Jupitert fürkésző Juno

2017. november 22. 20:00 - Tranquillius

Asszony, aki férje titkait fürkészi és a neten posztolja amit talált? Istennő, aki átlát a felhőkön, amely mögött főisten férje rejtőzik? Egy hófehér legófigura, amely világrekord távolságba került a Földtől? Vagy egy 3,5 tonnás, 20 méter átmérőjű űrszonda, amely a 2016 óta a Jupiter bolygó körül kering poláris pályán? Ismerkedjünk meg Junóval, aki az alábbi képeket küldte nekünk!

the-spacecraft-will-continue.jpgFotó: NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran

Keresve sem találhatott volna jobb nevet a NASA a Jupiterhez küldött űrszondájának, mint a római mitológiából vett feleségének nevét, Junót. Csillagászati szempontból Juno rokoni kapcsolatban áll Naprendszerünk középső részével, Szaturnusz lánya, Jupiter felesége és Mars anyja. A New Frontiers program második űrszondája, a Plútóhoz küldött New Horizons után a Jupitert vette célba. Költségvetése 700 millió dollár volt, amely az egész élettartama során — 5 év utazás+2 év kutatás — felkúszik 1,1 milliárd dollárra. A fedélzetén lévő nyolc műszer feladatai között szerepel:

  • A hidrogén-oxigén arány és a víz mennyiségének meghatározása a Jupiter légkörében
  • A Jupiter magtömegének meghatározása 
  • A bolygó gravitációs mezőjének feltérképezése, amelyből meg lehet határozni a bolygó belső szerkezetét
  • A jupiteri mágneses mező eredetének, szerkezetének vizsgálata
  • Légkör összetétele, szerkezete nyomáskülönbségek a jupiteri szélességi körök szerint.
  • Sarki fények eredete, viselkedése és kapcsolatuk a magnetoszférával 

Az 1,1 milliárd dolláros költségvetésből jutott a planetológia tudományának népszerűsítésére is, lásd az alábbi hollywood-stílusú sci-fi videót:

Ugyan a Juno által megtett út időben és térben is eltörpül az Európai Űrügynökség Rosetta nevű űrszondájától, amely 10 éven át repült céljáig, 6,5 milliárd kilométert megtéve, de az általa végzett kutatómunka ugyanolyan értékes és lélegzetelállító. A Juno "csak" a Jupiterig repült, amely légvonalban legalább 591 millió, legfeljebb 965 millió kilométerre, azaz 4 - 6.4 csillagászati egységnyire (1 CSE = 1 Nap-Föld átlagos távolság) kering Földünktől. 2011. augusztus 5-én az Atlas V hordozórakéta repítette az űrbe a Cape Canaveral űrközpontból és megkezdődött az öt évre tervezett, 2,8 milliárd kilométeres utazás a Jupiterhez. Alig két év után, 2013. október 9-én a Juno visszatért, és mindössze 558 kilométernyire ismét megközelítette a Földet Dél-Afrika felett, hogy a Föld gravitációját felhasználó hintamanőverrel hatalmas lendületet vegyen a külső Naprendszer felé. Mivel egy amerikai űrszondáról van szó, ne csodálkozzunk, hogy éppen 2016. július 4-én érkezett meg céljához. Ez a hivatalos dátum, bár sok helyen július 5-ét írnak. 

567922main_junospacecraft0711.jpg

A Juno egy poláris pályán mozgó keringő egység. Ez röviden annyit tesz, hogy az űrszonda a Jupiter pólusai felett elhaladva kering egy ellipszis alakú pályán, miközben műszerei tanulmányozzák a bolygót. Pályája során a Júnó 4200 kilométerre közelíti meg a Jupiter gázokból álló felszínét, míg pályája legtávolabbi pontján 8,1 millió kilométerre távolodik el tőle. A NASA tudósai okultak a Galileo űrszonda kudarcaiból, a Juno pályáját úgy tervezték meg, a bolygó felszíne és a sugárzási öv közötti rést kihasználva a lehető legrövidebb utat tegye meg a Jupiter sugárzásának kitéve. Juno az első űrszonda, amely a Jupiter távolságában is a Napból szerzi energiáját, ebben három napelem segíti. Ebben a távolságában az űrszondát 25-ször kevesebb napfény éri, mint a Földön.

there-enthusiasts-take-.jpgFotó: NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran

Sajnos a megérkezés nem ment zökkenőmentesen. A NASA eredeti tervei szerint az űrszonda csak három hosszabb keringést hajtott volna végre, majd átáll egy 14 napos, rövidebb pályára, de a hajtómű meghibásodása miatt maradtak az 53 napos keringésnél. Ez kapóra is jött, hiszen így az űrszonda a lehető legkevesebb sugárzást kapja a Jupiterről, amely majdnem tönkretette a Galileo űrszonda műszereit. Eredetileg a Juno 36 14 napos keringést végzett volna a Jupiter körül, de a meghibásodás következtében maradt a hosszabb pályán így a tervezett keringések száma 12-re redukálódott. A második Jupiter kerülés előtt egy szoftverhiba miatt az űrszonda biztonsági módba kapcsolt és nem tudott adatokat rögzíteni, amit később sikerült kijavítani a NASA központból.

26459771239_ee54c8cbdf_k.jpgFotó: NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran

2017. novemberében immár kilencedszer kerüli meg a Jupitert az alig 3,5 tonnás Juno űrszonda és szorgalmasan gyűjti  az adatokat és posztolja a legfrissebb képeket a Naprendszer legnagyobb bolygólyáról. A Flickr-en közölt képek többsége olyan szögből és részletességgel mutatja a bolygót, ahogyan még sohasem láthattuk. Lepillanthatunk például a Jupiter pólusaira, ahol a Földhöz hasonló, de annál sokkal intenzívebb sarki fény jelenségeket tanulmányozhatunk. Az űrszonda küldetésének egyik fő feladata éppen sarki fényt generáló jupiteri magnetoszféra kutatása, amely a Nap után a legnagyobb a Naprendszerben. Ez a mágneses tér hasonlít a Föld Van Allen öveihez, de a sugárzása ezerszer erősebb. Magnetoszférájának Nap felőli oldala 7 millió kilométerre terjed, míg a Szaturnusz felőli oldala majdnem a Szaturnuszig ér. A Juno űrszonda egyik meglepő eredménye volt, hogy az előzetes várakozásokkal szemben egy nagyságrenddel (azaz tízszer) alacsonyabb sugárzást mért.  

then-juno-flew-back.jpgFotó: NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran

A Jupiter mágneses mezejének kialakításában kitüntetett szerepe van a hozzá legközelebb keringő Ió nevű holdnak, amely egy generátorként működve 3 millió amperes elektromos áramot generál. A Jupiter mágneses mezeje másodpercenként 1 tonna port és gázt szippant fel a holdjáról, ezt az anyagmennyiséget az Ió vulkanizmusa termeli. Az Io nélkül a Jupiter magnetoszférája csupán a felét tenné ki a jelenlegi kiterjedésének. Az Io-ról származó ionizált anyag gyönyörű kék sarki fényként jelenik meg a Jupiter mágneses pólusainál (A Földön látható sarki fény anyaga a Napból származik). Ebbe a kék fénybe néha beleúsznak a Jupiter holdjai, hosszú, üstökösszerű fényes csóvát húzva maga mögött. 

the-planets-atmosphere.jpgFotó: NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran

Annak ellenére, hogy a Jupiter egy gázbolygó, a tudósok évtizedeken át úgy gondolták, hogy létezik egy kő-fém magja a gázburok alatt. A felső légkör 88-92% hidrogént és 8-12% héliumot tartalmaz, de ezek mellett találni benne metánt, vízpárát, ammóniát és szilícium alapú vegyületeket is. Nyomokban előfordul még szén, etán, hidrogén-szulfid, neon, oxigén és kén. A központi mag létezését egy 1997-es gravitációs mérés alapján feltételezték; 12-45 Föld tömeget mértek, amely a Jupiter teljes tömegének 4-14%-át alkothatja. A mag körül nagy mennyiségű fémes hidrogént feltételeznek, amely csak nagyon magas nyomáson alakul ki. 

A Juno küldetésének egyik legfontosabb célja, hogy meghatározza a Jupiter belső magját, annak kiterjedését és bolygó gravitációs mezőjét. Az eddig beérkezett adatok szerint a belső mag jóval nagyobb a vártnál, de nincsen konkrét határa, ami jelentheti azt is, hogy a mag mégsem szilárd, hanem részben cseppfolyós lehet.  

others-dazzle-with.jpgFotó: NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran

A légköri vizsgálatok is tartogattak meglepetéseket. Eddig azt feltételezték, hogy a légköri ammónia egyenletesen oszlik el a bolygó légkörében, vagy legalábbis követi a légkör sávos szerkezetét. Most azonban a Juno mindenki legnagyobb meglepetésére talált egy ammónia övet végig az egyenlítő mentén. Ez a hatalmas ammónia-felhő egészen felnyúlik a légkör legmagasabb részéig, elérve a 350 kilométeres magasságot. 

in-this-older-view.jpgFotó: NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran

Jupiter-közeli helyzetben, amikor a Juno alig 4200 kilométerre repült el a felső légkörtől az örvénylő gázokban a piszkos sárgás-vöröses háttértől elütő fehér pehely alakú felhő-foltokat figyelt meg, amely a tudósok szerint ammóniából és vízgőzből épülnek fel. Ezek az 50 kilométer vastag felhők árnyékot vetnek a légkör alsóbb rétegeire és az sem zárható ki, hogy hó hull belőlük időnként.  

Már a Philae-től is szomorú szívvel búcsúztunk annak idején, így lesz ez a Junóval is. Jövőre véget ér az űrszonda küldetése, a Juno végrehajtja az eredetileg tervezett 36 helyett a 12. Jupiter-kerülését. Arra nincsen mód, hogy visszahozzák a berendezést a Földre, ezért egy pályamódosítás során a Juno belezuhan a Jupiter légkörébe, majd porrá ég. Végzetében osztozik a fedélzeten utazó három, távolba szakadt, alumínium legófigura, a villámszóró Jupiter, nagyítóüveges Júnó és távcsövét hordozó Galilei.

news-070416a-lg.jpg2 db Júnó, 2db Jupiter és 1 db Galilei (forrás)

 

Ajánlott és felhasznált irodalom:

  • https://www.nasa.gov/mission_pages/juno/main/index.html
  • http://www.sci-techuniverse.com/2017/11/nasas-1-billion-jupiter-probe-just-sent.htm
  • https://www.nytimes.com/interactive/2016/06/28/science/space/nasa-juno-mission-to-jupiter.html
  • https://www.nasa.gov/audience/forstudents/5-8/features/nasa-knows/what-is-juno-58.html
  • https://www.flickr.com/photos/136797589@N04/26459771239/in/photostream/
  • https://www.space.com/29248-jupiter-auroras-volcanic-moon-io.html
  • https://www.universetoday.com/14470/does-jupiter-have-a-solid-core/
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Juno_(spacecraft)
11 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://pangea.blog.hu/api/trackback/id/tr8613290593

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

NemNick 2017.11.23. 03:56:27

Jó cikk volt, több ilyen kéne, de:
"A Jupiter északi mágneses pólusa az északi félgömbön, a déli pedig a déli félgömbön található, ez éppen fordítottja a földi helyzetnek. "
Ez pont a Földön van így, azért nevezték el a mágneses pólusokat úgy, ahogy.

és

"A Jupiter mágneses mezeje másodpercenként 1 tonna port és gázt szippant fel a bolygóról, ezt az anyagmennyiséget az Ió vulkanizmusa termeli."
Pont, hogy a holdról.

Deep State 2017.11.23. 07:35:50

Érdekes volt! Tetszene egy-egy ilyen poszt a Marsról és a Vénuszról, mint szomszédos bolygókról is!

Tranquillius 2017.11.23. 08:04:14

@NemNick: Köszönöm, az elsőt kiszedtem, mert külön kislexikon kellett volna a dipólus és a mágneses pólus közti különbség magyarázására, a második jogos.

Csaba121 2017.11.23. 09:37:50

@NemNick: Nem igaz, mivel a mágnestű északi mágneses vége mutat észak felé és az ellentétes mágneses pólusok vonzzák egymást, ezért a Földön az északon lévő mágneses pólus déli mágnesességű!

NemNick 2017.11.23. 20:49:24

@Csaba121: Ha így nézzük, igazad van.

gigabursch 2017.11.24. 09:22:07

@Csaba121: @NemNick:

Az a helyzet, hogy most melyik pólus melyik című filózófiai fejtegetés logikailag teljesen érthető, ámde a valóságban tök értelmetlen vitákat gerjeszt.

Más:
"Ez kapóra is jött, hiszen így az űrszonda a lehető legkevesebb sugárzást kapja a Jupiterről, amely majdnem tönkretette a Galileo űrszonda műszereit. Eredetileg a Juno 36 14 napos keringést végzett volna a Jupiter körül"

Erről a Jupiteres sugárzásról mit lehet tudni, érteni pontosabban?
Ez valami kozmikus sugárzás féle, vagy vaami röntgen sugárzás-féle, vagy mi a szösz?
Ha jól értem FŐleg az Ió hold generálja az egészet?

S ha jól értem: 36 db, egyenként 14 napos keringés. Remélem igen.

Más:
Sosem értem, hogy miért kell egy idő után beküldeni direkt egy ilyen eszközt a "levesbe".
Nem ráér ott kerengeni és adatokat küldözgetni?
Zavar bárkit, ha kiderül, hogy 1-2-3-5-10 év viszonylatában hosszabb adatsorok állnak majd rendelkezésre mondjuk a belső légkör keringés, hőmérséklet, nyomás, összetétel, stb vonatkozásában?
Ráadásul ilyenkor az adatokat mindig a kutatás krémje kapja meg, viszont ha már a kötelességét teljesítette, jöhetnek az ifjú titán kutatók, akik pontosan az ilyen reszlikből képesek még egy csomó hasznos jelenség leszűrésére, felfedezésére, stb.
Ezt már fellőtték, ott van, lehet gyakorolni akárcsak a pályamódosítás műsorszámát is, hibát már nem követnek el vele, de ha épp ott suhanna el mondjuk 6 év 4 hónap és 5 nap múlva valamelyik hold mellett, akkor épp kapóra jönne egy-egy jóféle fénykép+adathalom.

Sigismundus · http://csakugyirkalok.blog.hu/ 2017.11.24. 18:35:57

2010 Űrodüsszeia :-) A Legobábukon kissé meghatódtam...

Tranquillius 2017.11.24. 20:12:11

@gigabursch: 36 14 napos bolygókerülés helyett lett 12 darab 54 napos keringés.
A jupiteri sugárzáshoz ez egy viszonylag jól megírt wikipédia oldal: en.wikipedia.org/wiki/Magnetosphere_of_Jupiter
Nem egyszerű téma.
Szóba került az élettartam hosszabbítás, gondolom ez azon múlik mennyire mennek tönkre rajta a dolgok és ezeket a Földről mennyire lehet rendbehozni.

gigabursch 2017.11.27. 10:53:06

@Tranquillius:
Szia!
Köszi a linket.

Szóval ha jól értem, a Juőiter geomágnesessége, valamint az önnan kijövő mágneses tér maga az ami erősen roncsolhatja az elektromos rendszereket?
Szóval itt nem egyfajta sugárzás, hanem sokkal inkább a mágneses mezők energiái azok amik a kavart okozhatják.

Más:
durva lehet ez a folyékony fém formában jelenlévő hidrogén.
Ezt valahogy úgy kell elképzelni mint a higanyt? Mármint a folyékony fémet.
A nyomás és a hőmérséklet egy másik kérdés

Tranquillius 2017.11.28. 11:39:31

@gigabursch: Szerintem inkább a mágneses tér által gerjesztett részecskék veszélyesek, amelyet pl. az Ió hold szolgáltat.