Pályára állt a Juno a Jupiter körül

2016.07.05. 06:36

Sikeresen a Jupiter köré állt a NASA Juno űrszondája, amely mostantól 18 hónapig fogja megfigyelni a gázóriást. Fő célja a bolygó eredetének, összetételének és magnetoszférájának kutatása lesz.

"Üdv a Jupiternél!" - kiabálják a küldetésirányításban, ahogyan a Juno űrszonda sikeres fékezőmanőver után pályára áll a gázóriás körül.

Magyar idő szerint reggeli 5:56-kor sikerült az, amit a NASA évek óta készített elő a New Frontiers program keretein belül. A Juno még 2011-ben indult el a Jupiter felé, így majdnem öt éve robog a világűrben, hogy beteljesítse küldetését. A tervek szerint 18 hónapig marad majd a bolygó körül, hogy minden eddiginél részletesebben tanulmányozza a Naprendszer legnagyobb planétáját. Egy különleges poláris pályáról menetrendszerűen mindössze 5000 kilométeres távolságra közelíti majd meg a Jupiter felhőrétegeit.

A Juno beindítja fékezőmotorjátForrás: NASA

Honnan jön a Jupiter?

Az űrszonda legfőbb küldetése az lesz, hogy olyan információkat küldjön vissza a Földre, amelyekből megérthetjük a Jupiter keletkezését és formálódását. Az eszköz a bolygó összetételét, eredetét, mélyebb atmoszféráját és magnetoszféráját fogja vizsgálni. 

Miért éppen Juno?
Az űrszonda azért kapta a Juno nevet, mert a római mitológiában Juno Jupiter felesége, aki egyébként képes átlátni a felhőkön. Mivel a szonda lesz az első űreszköz, amely ilyen részletesen és ilyen közelről tudja majd vizsgálni a bolygót, a NASA kutatói úgy döntöttek, érdemes lenne a Jupiter istenhez legközelebb álló istennőről elnevezni.

Maga a szonda 3,5 méter magas és 3,5 méter széles, a napelemei pedig 9 méter hosszúak. A Junót összesen 18698 napelem működteti. Indításkor teljes súlya 3625 kilogramm volt, ami az 1593 kilós szondából, 1280 kiló üzemanyagból és 752 kiló oxidálószerből tevődik össze. 

A Juno űrszondaForrás: Origo

A Juno 2011. augusztus 5-én indult a Földről (ekkor a Föld-Jupiter távolság 716 millió kilométer volt), küldetése pedig 2018. február 20-ig tart majd a tervek szerint. Bár a szonda rengeteg mindenben elsőséget élvez (ez az első napelemes jármű, ami eljut a Jupiterig, ez megy a legközelebb a bolygó felhőrétegéhez, és ez lesz a leggyorsabb bolygókörüli pályára álló űrszerkezet a maga 57,9 kilométer per másodperces sebességével), korántsem ez az első űrszonda, ami meglátogatja a gázóriást. 

Az első szonda a bolygó felé

1972 márciusában indult meg a külső Naprendszer felfedezése, amikor a NASA elindította a Pioneer-10 űrszondáját. Az eszköz 21 hónap alatt érte el a gázóriást, ez volt az első olyan szonda, ami a Marson túl jutott.

Ez a Jupiter-kép június 21-én készült, ekkor a Juno 10,9 millió kilométerre járt a gázóriástólForrás: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Fő célja a Jupiter magnetoszférájának, szeleinek, valamint sugárzásának vizsgálata, és azt is megfigyelte, milyen viszonyok uralkodnak a bolygó egyik holdján, az Ión. A szonda 1973 decemberében repült el a Jupiter mellett, majd folytatta útját a csillagközi térbe, egészen az Aldebaran csillag felé. Ide azonban több mint kétmillió év az út - a NASA pedig 2003-ban elvesztette a jelet az eszköztől.

1973-ban útnak indult a Pioneer-10 testvére, a Pioneer-11, amelynek célja nem csak a Jupiter tanulmányozása volt, hanem a bolygó gravitációs mezejét kihasználva a Szaturnusz felé is röptette magát. 1974 decemberében haladt el a gázóriás mellett, és megfigyelte a sarki területeket, valamint fotókat készített a nagy vörös foltról. A NASA 1995-ben veszítette el a jelet, de valószínűsíthető, hogy a Pioneer-11 még ma is a sas csillagkép felé tart, amit négymillió éven belül fog elérni.

Fantáziarajz a Pioneer-11-rőlForrás: NASA

A Pioneer-szondák mindegyikén olyan lemezek találhatók, amelyek kvázi térképet rajzolnak az emberiséghez egy idegen civilizáció számára: megmutatják, hogyan néznek ki az emberek, és azt is, merre található a Tejútrendszer, valamint a Föld. 

Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz

A Voyager-1 és a Voyager-2 1977-ben indult el a világűr felé (valójában a Voyager-2 startolt előbb 16 nappal). A Voyager-1 1979 márciusában elérte a Jupitert, 1980-ban pedig a Szaturnuszt. 2012-ben ez lett az első olyan űreszköz, amely a csillagközi térbe lépett. 

A Voyager-1Forrás: NASA

A Voyager-2 nem csak a Jupitert és a Szaturnuszt, de az Uránuszt és a Neptunuszt is megnézte magának. Információiból kiderült, hogy a Jupiternek is vannak a Szaturnuszhoz hasonló, de halványabb gyűrűi, és a bolygón gyakori a villámlás. Azt is megállapíthattuk, hogy az Ió felszínén aktív vulkánok találhatóak.

Az előreküldött felderítő

1989 októberében indult útnak a Galileo űrszonda, amelyet az Atlantis űrrepülőgép emelt a magasba. A szonda a Vénusz és a Föld mellett is elrepült, hogy lendületet és sebességet nyerjen, majd 1995. december 7-én megérkezett a Jupiterhez. Összesen hét évig keringett a bolygó körül, információt gyűjtve az Európé jeges felszíne alatt található fagyott vízrétegről, valamint a Ganümédész saját mágneses mezejéről. 

A Galileo űrszonda, az Ió és a JupiterForrás: NASA

A szonda végcélja elérése előtt 6 hónappal leválasztott magáról egy társeszközt, amelynek az volt a feladata, hogy a szondától függetlenül elérje a Jupitert, és 160 kilométeres mélységig merüljön az atmoszférában. Összesen 58 percig küldött jeleket. A mérések alapján a kutatók egy ideig azt hitték, hogy a Jupiter szárazabb, mint gondolták, valójában azonban az eszköz csupán egy "meleg foltnak" nevezett területbe esett bele, ezért torzultak a mérései. 

A Galileo szonda légköri egységének illusztrációjaForrás: Wikimedia Commons

Brutális sebességgel a bolygó felé

A sikeres manőverrel azonban a Juno az első, amely az eddigi legpontosabb méréseket készíti majd a bolygóról, méghozzá közvetlenül a felhőréteg fölül. Ahogyan a szonda közeledett a bolygóhoz, annak gravitációs mezeje egyre inkább felgyorsította, míg el nem érte a 250 ezer kilométer per órás végsebességet. Ekkor a Juno elindította a fékezőmotorját, amely lehetővé tette, hogy lelassuljon, és a Jupiter körüli pályára álljon. 

Illusztráció a Jupiter mágneses mezejérőlForrás::NASA/JPL-Caltech

A szonda 560 millió kilométert fog megtenni a Jupiter körüli pályán másfél éves küldetése során, és összesen 2,8 milliárd kilométernyi területet vizsgál majd. Ez tizenkilencsszer akkora távolság, mint amennyire tőlünk a Nap található, és tizenötször akkora, mint amennyi a Föld és a Jupiter közötti legrövidebb távolság.

Mit tudunk a Jupiterről?

A Jupiter egy hatalmas gázóriás, tizenegyszer szélesebb, mint a Föld, és ötször olyan távolságra van a Naptól, mint mi. 12 földi év alatt kerüli meg csillagunkat, de olyan gyorsan forog, hogy egy napja csak 10 óráig tart. Négy fő holdja van, és rengeteg apróbb (2004-es mérések szerint egészen pontosan összesen 63 hold kering körülötte). 

A Hubble képe a JupiterrőlForrás: Origo

A bolygó legtöbb látható színét a hidrogén-szulfidnak és az ammóniának köszönheti. A csíkozások az erős szelektől alakultak ki, amelyek keletről nyugatra fújnak a bolygó atmoszférájának felsőbb rétegeiben. Az állandóan változó felszínben azonban vannak olyan részletek, amelyek több évig is képesek állandóak maradni - ezek közül a legismertebb a Nagy Vörös Folt (NVF), amely egy, a Jupiter légkörében lévő magasnyomású légköri képződmény, azaz anticiklon, mely még igen hosszú időn keresztül is fennmaradhat. Az utóbbi időben azonban felfedezték, hogy kelet-nyugati irányban kezd összemenni.

A Jupiter összetétele hasonlít a Napunkéhoz: nagyrészt hidrogénből és héliumból áll. Összetétele és méretei arra engednek következtetni, hogy ez lehetett a Naprendszer első kialakult bolygója. 

Összehasonlításképp: ekkora lenne a Föld a Jupiterhez képestForrás: NASA

A kutatók egyelőre nem tudják pontosan, hogyan keletkezhetett. Az egyik elképzelés szerint előbb egy nagyobb tömegű bolygómag alakult ki, amely gravitációs erejével magához vonzotta a környező gázokat, a másik alapján viszont a Naprendszert kialakító ősköd egy instabil régiója omlott össze, kiváltva ezzel a bolygó létrejöttéhez vezető folyamatot.

Ahogyan haladunk a bolygó magja felé, a nyomás és a hőmérséklet növekszik, a hidrogéngázból pedig folyadék képződik. Nagyjából egyharmados mélységben ez a hidrogénfolyadék olyan jól vezeti az áramot, akárcsak a fémek. A kutatók jelenleg úgy gondolják, hogy a Jupiter erős mágneses mezeje a gázóriásban kavargó elektromos töltéseknek köszönhető. A bolygó középpontjában a hőmérséklet sokkal magasabb, mint a Nap felszíne, mágneses mezeje húszezerszerese a Földének. 

Kevesen tudják, de a bolygónak is vannak gyűrűi, akárcsak a Szaturnusznak, de ezek sokkal halványabbak, mint a másik planétáé. Nagyrészt porrészecskékből állnak össze. 

Egy kis történelem

A Jupiter titkait 1610-ben kezdte felfedni, amikor Galileo Galilei kezdetleges távcsövét a Jupiter felé fordítva felfedezte annak négy legnagyobb holdját, az Iót, az Európát, a Ganümédészt és a Kallisztót.

Galileo vizsgálta először a Jupiter holdjaitForrás: Wikipedia

A felfedezés hatalmas jelentőséggel bírt, mivel demonstrálta, hogy a Föld nem a világegyetem közepe, ahogyan azt a geocentrikus világkép hirdetői hitték. Még ugyanebben a században Giovanni Cassini távcsövével foltokat és sávokat látott az óriásbolygó felszínén, valamint megfigyelte a Jupiter egyik legismertebb jellegzetességét, a Nagy Vörös Foltot.

Aztán elérkezett a 20. század, a világűr kutatása pedig korábban sohasem látott lendületet kapott, köszönhetően a kozmoszba küldött űreszközök hadának. Magát a Jupitert is számos űrszonda vizsgálta, legismertebbek ezek közül a Pioneer, a Voyager, a Galileo, a Cassini és a New Horizons által végrehajtott közelrepülések. Ezek rengeteg információt és képet küldtek, ami lehetővé tette a gázóriás alaposabb megismerését, azonban a legizgalmasabb információk felfedése még hátra van.

Furcsa pálya a vizsgálathoz

A pályára álló Junónak elég furcsa mozgása lesz az elkövetkezendő néhány hónapban: nem teljesen a bolygó mentén halad majd ugyanis, hanem az északi és déli sarkok felett elhaladva egyszercsak kilökődik, és messzebbre portyázik, mint a bolygó egyik holdja, a Kallisztó. 

Így fog kinézni a Juno pályájaForrás: NASA

Most, hogy sikerült pályára állnia, a munkanapnak még nincs vége: a következő feladat az, hogy a Nap felé forduljon, feltöltse napelemeit, és nekiálljon 53 és fél napig tartó, nyújtott alakú keringési pályájának.

KAPCSOLÓDÓ CIKKEK