الحياة السرية للعمالقة

دخل مسبار ناسا جونو بنجاح مدارًا متوسطًا حول كوكب المشتري العملاق ، ليخبرنا كيف وكيف سيدرس بعد بدء العمل العلمي.

وفقًا لنكتة شائعة ، فإن جونو ، زوجة المشتري ، تطير لمعرفة كيف يقضي الوقت مع عشاقه وعشاقه. في الواقع ، مهمة جونو لا تتعلق بعلاقة المشتري وأقماره ، هذه الدراسة مخصصة بالكامل للعملاق.

المهام العلمية الرئيسية لجونو - لمعرفة هيكل المشتري بشكل أفضل. ستسمح لك هذه المعرفة بفهم هيكل الكوكب بشكل أفضل ، ومعرفة المزيد حول عمليات تكوين عمالقة الغاز في أنظمة الطاقة الشمسية والأنظمة الكوكبية الأخرى. المشتري - جسم فريد لنظامنا - هو تقريبًا شكل انتقالي من الكوكب إلى القزم البني. ليصبح قزمًا بنيًا ، سيحتاج المشتري إلى العثور على مكان آخر من اثني عشر من التوائم ، والوصول إلى حالة نجم - ثمانية دزينة. ومع ذلك ، لم يعد المشتري هو نفس الكوكب الأرضي الذي تمت دراسته الآن بشكل أفضل. فقط تحت عدة مئات من الكيلومترات من جو غاز الهليوم والهيدروجين ، تمتلئ المشتري ببحر من الهيدروجين السائل ، وفي الجزء السفلي منه مادة أكثر غرابة من الهيدروجين المعدني. الضغط العالي ودرجة الحرارة تشكلان الظروفوالتي ببساطة لا يمكن تخيلها على الأرض ، يمكنك فقط تنفيذ النمذجة الرياضية أو الحصول على ملليغرامات من هذه المادة في المختبر. كيف يتم توزيع الطبقات في أحشاء المشتري ، ما هي العمليات التي تحدث هناك ، هل هناك مركز صلب في المركز؟ يجب أن يجيب جونو على هذه الأسئلة.



نظرة على البقعة الحمراء الكبيرة ستسمح لنا برؤية ليس العالم الداخلي الغني للمشتري فحسب ، بل أيضًا فهمًا أفضل لعمليات تكوين أنظمة الكواكب والمزيد من الأشياء الغريبة للكون: الأقزام البنية.

تم تجهيز Juno بأجهزة تقوم كل منها بطريقتها الخاصة باستخراج المعرفة من أعماق المشتري.



إن غلاف الغاز الخارجي هو الأكثر سهولة للدراسة ، وبالتالي ، فإن معظم الأجهزة موجهة إليه ، ولكن العمليات التي تحدث في سحب جوفيان يجب أن تخبر ما يجري أعمق. سيتم دراسة الغلاف الجوي الخارجي لكوكب المشتري بواسطة مقياسين للطيف: الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية. تم تركيب كاميرا منفصلة لـ "المتفرج الشامل" ، الذي يلتقط في النطاق المرئي - مهمته هي إرضاءنا بصور جميلة حتى يموت من الإشعاع.



ستسمح لك كاميرا الأشعة تحت الحمراء برؤية تدفقات الحرارة في الغلاف الجوي على عمق يصل إلى 70 كم. من أجل إكمال بيانات الأشعة تحت الحمراء على المشتري ، بدأوا في مراقبتها مسبقًا باستخدام التلسكوبات الأرضية ، بما في ذلك VLT الأوروبي .



في الأشعة فوق البنفسجية ، سيتم ملاحظة الشفق القطبي للمشتري. الآن فقط تلسكوب هابل يفعل ذلك.



لا تهتم Auroras بالعلماء فقط من وجهة النظر الجمالية. المجال المغناطيسي لكوكب المشتري هو أقوى كواكب النظام الشمسي. هذا هو سبب تشكيل أقوى أحزمة الإشعاع ، ويمتد ذيل الغلاف المغناطيسي مئات الملايين من الكيلومترات حتى مدار زحل. يتم إخفاء طبيعة تكوينها في أعماق المشتري وترتبط بتدفقات الهيدروجين المعدني السائل في النواة الخارجية للكوكب العملاق ، وبالتالي ، فإن دراسة المجال المغناطيسي وأحزمة الإشعاع مهمة مهمة أخرى لجونو.

على سبيل المثال ، من المعروف الآن أن القطب الجغرافي لكوكب المشتري ، مثل القطب الأرضي ، لا يتزامن مع القطب المغناطيسي ، وهذا هو السبب في أن العملاق يلوح بأحزمة إشعاعه.



على عكس الأرض ، يمتلك المشتري مصدره الخاص للجسيمات المشحونة ، التي تملأ أحزمة الإشعاع. علينا أن ننتظر حدوث توهج شمسي لرؤية الشفق القطبي ، والمشتري يحتاج فقط إلى ثوران كبير آخر في أقرب قمر صناعي كبير Io. وبما أن Io يحتدم دائمًا ، فإن الألعاب النارية في أقطاب المشتري ليست شائعة.



تنبعث البراكين Io من الغبار والغازات التي تتأثر ذراتها بالأشعة فوق البنفسجية الشمسية وتجديد الغلاف المغناطيسي للمشتري ، وتصبح مشكلة كبيرة للمركبات الفضائية والغزاة المستقبليين المحتملين لأوروبا.

لدراسة الجسيمات المشحونة والبلازما ، تم تجهيز جونو بجهازي استشعار جسيمات ذات طاقة منخفضة وعالية الطاقة. سوف يدرس هوائي خاص الموجات الراديوية التي تم إنشاؤها بواسطة الشفق.

سيتم تعيين المجال المغناطيسي باستخدام مقياس مغناطيسي يقع على أحد "أجنحة" المركبة الفضائية. هذا الجهاز حساس للغاية للتغيرات في المجال المغناطيسي ، لذلك حاولوا جعله بعيدًا قدر الإمكان عن المعدات الكهربائية جونو.



لزيادة دقة القراءات ، تم تجهيز مقياس المغنطيسية بأجهزة استشعار نجمية يمكنها تحديد موضع الجهاز بناءً على النجوم. عندما طار جونو عبر الأرض ، تم اختبار أجهزة استشعار النجوم واستخدامها في وقت واحد ككاميرا فيديو.



نظرة على الغلاف الجوي الداخلي لكوكب المشتري Juno سينتج باستخدام مقياس إشعاع ميكروويف. سيسمح لك بمراقبة تدفقات الحرارة على عمق يصل إلى 600 كم.

أخيرًا ، ربما يتم إجراء واحدة من أهم الدراسات من خلال تسجيل انحرافات مجال الجاذبية للكوكب. يجب أن تكون النتيجة فهم بنية المشتري ، وتوزيع الطبقات ، وتوضيح كتلة قلبه ، وفهم أكثر دقة لتكوينه. من الغريب أن جهازًا منفصلاً غير مخصص لهذه الأغراض. سيعتمد التحليل على إشارة راديوية: ستؤدي عدم تجانس مجال الجاذبية إلى تغيير سرعة المركبة الفضائية بجزء ضئيل من النسبة المئوية وسيتم تحديد هذه الانحرافات على الأرض من خلال تأثير دوبلر ، والذي سيطيل أو يقصر موجة راديو جونو.

ستدور المركبة الفضائية في مدار إهليلجي قطبي ممدود ، وتبتعد مسافة 3.5 مليون كيلومتر وتقارب 5 آلاف كيلومتر. بفضل هذا ، سنكون قادرين على رؤية أقطاب المشتري لأول مرة ، والتي لم يتمكن أي مسبار من إزالتها.



سيستغرق كل مدار 14 يومًا. هذا المدار مخصص للعمل البحثي ، لكن جونو لن يدخله على الفور. سيبدأ العمل في المشتري بمدار مدته 53.5 يومًا ، وستبدأ مرحلة العمل العلمي فقط في نوفمبر 2016. في أقل من عام ونصف ، بحلول شهر فبراير 2018 ، سيتم الانتهاء من مهمة جونو وسيتم تخفيض الجهاز إلى الغلاف الجوي الكثيف للكوكب العملاق.



يهدف هذا التدمير الكامل للجهاز إلى تجنب خطر إصابة الكائنات الحية الدقيقة في الأرض بأسطح أقمار المشتري ، وخاصة أوروبا ، حيث يأملون في العثور على حياتهم الخاصة.



إذا كنت محظوظًا ، أثناء تشغيل جونو ، سيسقط كويكب كبير آخر على المشتري ، وسيكون هذا الحدث قادرًا على استكشافه بجميع الأدوات. كما تظهر الملاحظات الأرضية ، فإن مثل هذه التصادمات ليست نادرة بالنسبة للمشتري ، على الرغم من أن سلف جونو ، مسبار غاليليو ، كان أكثر حظًا في التسعينيات - فقد كان قادرًا على ملاحظة سقوط المذنب شوميكر ليفي 9 في عام 1994.



من الغريب أنه حتى الآن في الغلاف الجوي العلوي للمشتري ، كان هناك محتوى مائي متزايد في تلك المناطق حيث سقطت شظايا المذنب. وكان هذا الاكتشاف الذي أدلى به تلسكوب الأشعة تحت الحمراء هيرشيل، وجونو، جدا، وسوف نحاول تقييم إمدادات المياه.

جونو بعيد عن المستكشف الأول للمشتري ، لكن معظم المسابر طارت في الماضي ودرست فقط من مسارات الطيران.

دائمًا تقريبًا ، تم استخدام العملاق لتسريع أثناء مناورات الجاذبية ، وفي التسعينات فقط طار إليها ناسا جاليليو.



على عكس جاليليو ، سيكرس جونو نفسه تمامًا لدراسة المشتري ، وسيجري تقاربًا وتفقدًا للمناطق القطبية.

يمكنك تتبع رحلة Juno الخاصة بك على موقع الويب حيث isisjuno.info ، في تطبيق NASA Eyes لسطح المكتب أو في SolarWalk لنظامي iOS و Android .

Source: https://habr.com/ru/post/ar395889/