Am 5. August 2011, NASADie Raumsonde Juno startete auf eine fünfjährige interplanetare Reise und brachte sie zum Riesenplaneten der Jupiter. Das Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, verwaltet die Juno-Mission und ihre Operationen. Die Raumsonde sollte in eine Umlaufbahn um den Planeten eintreten und mit ihren wissenschaftlichen Instrumenten und Kameras die Atmosphäre, die Schwerkraft und die Magnetfelder des Jupiter beobachten. Das Verständnis der Eigenschaften des Planeten kann Hinweise auf seinen Ursprung und seine Entwicklung geben. Juno erreichte Jupiter im Juli 2016 und trat in eine elliptische polare Umlaufbahn um den Planeten ein. Sie setzt ihre Beobachtungen des größten Planeten unseres Sonnensystems bis heute fort und liefert atemberaubende Bilder des Gasriesen.

Jupiter ist ein riesiger Gasplanet, der so groß ist, dass alle anderen Körper des Sonnensystems außer der Sonne hineinpassen. Mit 79 Monden, die den Planeten umkreisen, ist das Jupitersystem wie ein kleines Sonnensystem. Obwohl Jupiter einer von fünf Planeten in unserem Sonnensystem ist, die mit bloßem Auge gesehen werden können, blieben seine Monde bis 1610 unentdeckt, als der italienische Astronom Beachten Sie Galileo Galilei, die vier größten Monde des Jupiter Mit seinem selbstgebauten Teleskop. Heute wird er als Galil-Satellit bezeichnet, der nach seinem Entdecker benannt ist. Im Laufe der Jahrhunderte haben nach und nach bessere Teleskope und später andere Instrumente einige der Geheimnisse des Jupiter enthüllt, wie den Großen Roten Fleck und die bunten Bänder in seiner Atmosphäre. Unser Wissen über den Planeten hat sich mit den ersten Vorbeiflügen von Raumfahrzeugen in den 1970er Jahren vervielfacht (Pionier 10 Und 11 Und Voyager 1 Und 2) insbesondere mit Galilei Orbiting and Atmospheric Probes in den 1990er und 2000er Jahren. Mehrere andere Raumschiffe (Ulysses, Cassini-Huygens und New Horizons) haben den riesigen Planeten beobachtet, während sie seine Schwerkraft genutzt haben, um ihn zu anderen Zielen im Sonnensystem zu beschleunigen. Im Gegensatz zu früheren Raumfahrzeugen, die Jupiter besucht haben, verlässt sich Juno eher auf Solar- als auf Kernenergie und trägt drei der größten Solarmodule, die jemals auf einem interplanetaren Raumschiff installiert wurden.

Schematische Darstellung von Juno und seinem wissenschaftlichen Toolkit. Kredit: NASA

Für seine Beobachtungen trägt Juno ein Set von neun Instrumenten.

• Mikrowellen-Radiometer (MWR): Um die Fülle von Wasser und Ammoniak in den tiefen Schichten der Jupiteratmosphäre zu messen und die Atmosphärentemperatur zu erhalten.
• Jovian Infrarot Auroral Mapper (JIRAM): Ein Spektrometer zur Bereitstellung von Bildern der Aurora Borealis in der oberen Atmosphäre des Jupiter.
• Magnetometer (MAG): Um das Magnetfeld des Jupiter abzubilden und die Dynamik des Planeteninneren zu bestimmen.
• Schwerkraftwissenschaft (GS): Um die Massenverteilung innerhalb des Jupiter zu kartieren, indem Doppler-Änderungen in den Funksignalen des Raumfahrzeugs gemessen werden.
• Erfahrung mit Jovian Auroral Distributionen (JADE): Um die Winkel-, Energie- und Geschwindigkeitsverteilungen von Ionen und Elektronen bei zu messen ein bisschen Energie, die in der Aurora Borealis des Jupiter enthalten ist.
• Jovian Aktiver Partikeldetektor (JEDI .)): Um die Winkel-, Energie- und Geschwindigkeitsverteilungen von Ionen und Elektronen bei zu messen Mitte Energie, die in der Aurora Borealis des Jupiter enthalten ist.
• Plasma- und Radiowellensensor (Wellen): bis iIdentifizierung der Bereiche von Polarlichtströmen, die die jovianischen Radioemissionen und die Polarlichtpartikelbeschleunigung bestimmen.
• Ultraviolett-Spektrophotometer (UVS): zur Bereitstellung spektroskopischer Bilder von ultravioletten Polarlichtemissionen in der polaren Magnetosphäre.
• JunoCam (JCM): Eine Kamera/ein Teleskop für sichtbares Licht, um die Dynamik der Jupiterwolken zu untersuchen und Bildung und Kommunikation zu erleichtern.

Die drei LEGO-Figuren darstellen
Der römische Gott Jupiter, seine Frau Juno und der Astronom Galileo waren an der Raumsonde Juno befestigt. Kredit: NASA

Neben seinen wissenschaftlichen Instrumenten besitzt Juno zwei Elemente von historischer und pädagogischer Bedeutung. Ein von der italienischen Raumfahrtbehörde bereitgestelltes Gemälde zeigt ein Bild von Galileo und einen Text in Galileos Handschrift, geschrieben im Januar 1610, während die Beobachtung der später als Galileischen Monde bezeichneten vier größten natürlichen Satelliten des Jupiter. Als Teil eines gemeinsamen Outreach- und Outreach-Programms der NASA und der LEGO Group, um Kinder dazu zu inspirieren, Naturwissenschaften, Technik, Ingenieurwesen und Mathematik zu erforschen, trägt die Raumsonde Juno drei LEGO Minifiguren, die den römischen Gott Jupiter, seine Frau Juno und Galileo mit einem Teleskop darstellen.

Junos Weg von der Erde zum Jupiter. Kredit: NASA

Die Raumsonde Juno startete am 5. August 2011 von der Cape Canaveral Air Force Station, der heutigen Cape Canaveral Space Force Station in Florida, auf einer Atlas V 551-Rakete. Nach einer 45-minütigen Küstenlinie im Parkorbit sprengte die Oberstufe der Centaur-Rakete zum zweiten Mal, um Juno auf seine interplanetare Reise zu schicken. Die Raumsonde startete ihre drei großen Solaranlagen, um ihre Systeme mit Strom zu versorgen. Am 1. Februar 2012 absolvierte es sein erstes Kurskorrekturmanöver in der Mitte, gefolgt von zwei Weltraummanövern am 30. August und 14. September, bevor es zum inneren Sonnensystem zurückkehrte. Am 9. Oktober 2013 passierte Juno 545 Meilen von der Erde und näherte sich der Küste Südafrikas am nächsten. Obwohl der Hauptzweck des Vorbeiflugs an der Erde darin bestand, die Geschwindigkeit der Juno von 78.000 Meilen pro Stunde auf 93.000 Meilen pro Stunde zu erhöhen, um sie in Richtung Jupiter zu schicken, aktivierten die Missionscontroller viele der Instrumente der Raumsonde. Nach einer zusätzlichen Kurskorrektur am 3. Februar 2016 trat Juno am 27. Mai aus dem Gravitationsfeld der Sonne in den Jupiter über und trat am 30. Juni in die riesige Magnetosphäre des Jupiter ein.

Ein Infrarotbild von Jupiters Aurora Borealis oder Südlicht, aufgenommen während des ersten
In unmittelbarer Nähe zum Planeten oder in der Nähe von 1 im August 2016. Bildnachweis: NASA

Am 4. Juli 2016 zündete Juno nach einer fünfjährigen Reise von der Erde aus seine 35-minütige Hauptmaschine, um mit einer anfänglichen Periode von 53 Tagen in eine elliptische polare Umlaufbahn um Jupiter zu gelangen. In den folgenden Tagen und Wochen begannen die Controller, die Instrumente von Juno zu aktivieren. Am 27. August machte die Raumsonde ihren ersten nahen Pass oder Perihel, 2.610 Meilen über den Wolkenspitzen des Jupiter mit einer vollständigen Reihe von aktivierten Instrumenten. Während seines zweiten Herunterfahrens am 19. Oktober wechselte das Raumfahrzeug aufgrund einer Anomalie, die sein Haupttriebwerk betraf, in den abgesicherten Modus. Diese Anomalie verhinderte den Start des Haupttriebwerks, um die Flugbahn des Raumfahrzeugs auf eine geplante 14-Tage-Umlaufbahn für wissenschaftliche Beobachtungen zu ändern. Trotz dieses Problems setzte Juno seine wissenschaftliche Mission über den ursprünglichen Zeitraum von 53 Tagen fort, wobei die Hauptänderung darin bestand, dass Nahaufnahmen seltener als erwartet auftreten. Trotz der intensiven radioaktiven Umgebung um Jupiter, die während der Begegnungen mit Priegov besonders rau war, blieben Junos Systeme und Instrumente intakt. Im Juni 2018 verlängerte die NASA die Mission von Juno bis Juli 2021.

Turbulente Wolkenformationen im mittleren Norden des Jupiter
Breitengrade in etwa 20 Minuten im Mai 2019. Quelle: NASA

Am 7. Juni 2021 flog Juno während ihrer 34. Fast-Advent-Begegnung 645 Meilen von Ganymed entfernt, dem größten Mond des Jupiter und tatsächlich dem größten Mond im Sonnensystem. Dies war die engste Begegnung der Raumsonde, seit die Raumsonde Galileo im Mai 2000 in der Nähe von Ganymed geflogen war. Da Juno noch gesund war, und um die Forderung der Wissenschaftler zu erfüllen, die großen Monde des Jupiter zu untersuchen, gewährte die NASA eine zweite Missionsverlängerung bis September 2025. Die Schwerkraft von Ganymed veränderte die Umlaufbahn von Juno. und es war Verkürzung seiner Periode von 53 Tagen auf 43 Tage und Vorbereitung auf eine zukünftige Begegnung mit Europa im September 2022. Dieser Flug wird die Umlaufzeit von Juno auf 38 Tage verkürzen und Begegnungen mit Io im Dezember 2023 und Februar 2024 etablieren, wodurch die Flugzeit der Raumsonde reduziert wird Umlaufzeit auf 33 Tage. Juno bringt weiterhin erstaunliche Bilder und wissenschaftliche Informationen über Jupiter und seine Umgebung zurück.

Jupiters Mond Io wirft einen Schatten über den Planeten, abgebildet von Juno
Am 22. Perijove im September 2019. Credit: NASA