Juno (geimfar)

Juno er hluti af New Frontiers áætlun NASA sem gengur út á meðalstóra könnunarleiðangra út í sólkerfið. Fyrsti leiðangurinn í þessu verkefni er New Horizons geimfarið sem flýgur framhjá Plútó árið 2015.

Geimfarið er nefnt eftir rómversku gyðjunni Juno sem var dóttir Satúrnusar, systir og eiginkona Júpíters, móðir Mars og Vúlkans og verndargyðja kvenna í Róm. Sagan segir að hinn vífni Júpíter hafi reynt að dylja misgjörðir sínar með skýjum. Af Ólympusfjalli gat kona hans skyggnst í gegnum skýin og komist að raun um framhjáhald eiginmanns síns. Segja má geimfarið muni líkja eftir eiginkonu Júpíter með því að skyggnast inn í lofthjúp reikistjörnunnar.

Á Juno er skjöldur til heiðurs ítalska stjörnufræðingnum Galíleó Galílei þar sem minnst er uppgötvunar hans á fjórum tunglum Júpíters fyrir rúmum 400 árum sem gerbreytti heimsmynd okkar. Um borð eru líka þrjár LEGO fígúrur af Galíleó, rómverska guðinum Júpíter og konu hans, gyðjunni Juno. Tilgangurinn með þeim er að vekja athygli og áhuga barna á leiðangrinum og þar af leiðandi á vísindum, tækni og stærðfræði.

Ferðalagið til Júpíters

Juno er stórt og þungt geimfar. Ekki er til nægilega kröftug eldflaug til að koma því beina leið til Júpíters. Eftir geimskot í ágúst 2011 fer Juno fyrst á sporöskjulaga braut um sólina. Í október 2013 flýgur geimfarið framhjá jörðinni, stelur hverfiþunga til að auka hraðann svo það drífi til Júpíters. Fyrir vikið hægir pínulítið á snúningi jarðar.

Árið 2016, eftir fimm ára ferðalag, kemst Juno loks á braut um Júpíter. Brautin verður sporöskjulaga, um póla Júpíters og umferðartíminn ellefu dagar. Árlega hringsólar Juno því 33 sinnum umhverfis Júpíter. Sporöskjulaga pólbrautin gerir stjörnufræðingum kleift að rannsaka uppbyggingu innviða Júpíters, dýpri lög lofthjúpsins og segulhvolfið. Með mælitækjum sínum mun Juno mæla magn súrefnis í reikistjörnunni, fylgjast með staðbundum breytingum á magni vatns og ammóníaki sem rekja má til veðurfarsins. Juno mun auk þess rannsaka þau ferli sem knýja áfram hringrás lofthjúpsins.

Stjörnufræðingar geta kortlagt þyngdarsvið Júpíters með því að fylgjast nákvæmlega með breytingum á braut Junos þegar geimfarið gengur umhverfis reikistjörnuna. Pólbrautin gerir stjörnufræðingum kleift að kortleggja þyngdarsvið hans nákvæmlega með þessum hætti. Kortlagning á þyngdarsviðinu segir til um massadreifingu í innviðum hans og leiðir þannig í ljós upplýsingar um kjarna Júpíters og innri byggingu.

Markmið

Júpíter er langstærsta reikistjarna sólkerfisins og mörgum spurningum um hana ósvaraðar. Meginmarkmið Juno er að leita svara við eftirfarandi spurningum:

• Hvernig varð Júpíter til?

• Hve mikið vatn og súrefni er í Júpíter?

• Hvernig eru innviðir Júpíters?

• Hefur Júpíter fastan kjarna og ef svo er, hversu stóran?

• Hvernig myndast gríðarstórt segulsvið Júpíters?

• Hvernig tengist skýjafar og vindar í lofthjúpnum hreyfingu efnis í innviðum Júpíters?

• Hvaða ferli knýja áfram segulljós Júpíters?

• Hvernig líta pólsvæði Júpíters út?

Skilningur á uppruna og þróun Júpíters veitir okkur þá þekkingu sem við þurfum til að skilja uppruna sólkerfisins og reikistjarna í kringum aðrar sólir.

Mælitæki

Um borð í Juno eru átta mælitæki:

• Microwave Radiometer (MWR) — Örbylgjuloftnet sem mælir hitastig í mismunandi hæð djúpt í lofthjúpi Júpíters.

• Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) — Myndavél sem tekur innrauðar myndir og litróf af Júpíter.

• Fluxgate Magnetometer (FGM) — Segulmælir sem mælir styrk og stefnu segulsviðs Júpíters.
  

• Advanced Stellar Compass (ASC) — Áttaviti sem mælir stefnur segulsviðsmælanna.
  

• Jovian Auroral Distribution Experiment (JADE) — Jónamælir sem mælir dreifingu rafeinda og hraðadreifingu og samsetningu jóna í kringum Júpíter.
  

• Jovian Energetic Particle Detector Instrument (JEDI) — Nemar sem mæla orku og horndreifingu hlaðinna agna.
  

• Radio and Plasma Wave Sensor (WAVES) — Nemi sem mælir rafgasbylgjur og útvarpsbylgjur í segulhvolfi Júpíters.
  

• Ultraviolet Imaging Spectrograph (UVS) — Litrófsriti sem mælir útfjólubláa útgeislun frá Júpíter.
  

• JunoCam — Myndavél Juno sem tekur myndir af lofthjúpnum í sýnilegu ljósi.
  

Sólarhlöð

Juno er fyrsta geimfarið sem notar sólarrafhlöður til raforkuframleiðslu við Júpíter. Hingað til hafa öll geimför sem heimsótt hafa Júpíter framleitt orku í kjarnaofni. Framfarir í tækninni síðustu ár gerir þetta mögulegt, en áður þótti ekki fýsilegt að nota sólarrafhlöður í meira en 5 stjarnfræðieininga fjarlægð.

Við Júpíter er sólarljósið 27 sinnum daufara en í innra sólkerfinu. Þess vegna þarf mjög stórar sólarrafhlöður til að framleiða nægjanlega orku. Á Juno verða því þrjár einingar af sólarrafhlöðum, sem hver um sig er um 2 metra breið og 9 metra löng; samanlagt 60 fermetrar af sólarrafhlöðum. Á tveimur einingum eru fjórar sólarrafhlöður, en á þrjár á einni þeirra því segulmælirinn er fastur á henni, eins og sjá má á myndinni. Við jörðina framleiða sólarrafhlöðurnar 18 kílówött en rétt yfir 400 wött á braut um Júpíter.

Heimildir

• Heimasíða Juno leiðangursins
• Juno Launch Press Kit
  

Hvernig vitna skal í þessa grein

• Sævar Helgi Bragason (2010). Juno. Stjörnufræðivefurinn. http://www.stjornuskodun.is/solkerfid/geimferdir/juno (sótt: DAGSETNING).