Das geheime Leben der Riesen

Die Juno-Sonde der NASA trat erfolgreich in eine Zwischenbahn um den Riesenplaneten Jupiter ein und erklärte, was und wie sie nach Beginn der wissenschaftlichen Arbeit untersuchen wird.

Nach einem allgemeinen Witz fliegt Juno, die Frau des Jupiter, um herauszufinden, wie er Zeit mit seinen Liebhabern und Liebhabern verbringt. Tatsächlich betrifft die Mission von Juno nicht die Beziehung zwischen Jupiter und seinen Monden, diese Studie ist ganz dem Riesen gewidmet.

Die wichtigsten wissenschaftlichen Aufgaben von Juno - die Struktur des Jupiter besser zu kennen. Dieses Wissen ermöglicht es Ihnen, die Struktur des Planeten besser zu verstehen und mehr über die Prozesse der Bildung von Gasriesen im Sonnensystem und in anderen Planetensystemen zu erfahren. Jupiter - ein einzigartiger Körper für unser System - ist fast eine Übergangsform vom Planeten zum Braunen Zwerg. Um ein Brauner Zwerg zu werden, muss Jupiter ein Dutzend seiner Zwillinge woanders finden und den Zustand eines Sterns erreichen - acht Dutzend. Jupiter ist jedoch nicht mehr derselbe terrestrische Planet, der jetzt am besten untersucht wurde. Knapp ein paar hundert Kilometer Helium-Wasserstoff-Gasatmosphäre ist Jupiter mit einem Meer aus flüssigem Wasserstoff gefüllt, an dessen Boden eine noch exotischere Substanz metallischer Wasserstoff ist. Riesiger Druck und Temperatur bilden die BedingungenWas auf der Erde einfach nicht vorstellbar ist, kann man nur im Labor mathematisch modellieren oder Milligramm einer solchen Substanz erhalten. Wie sind die Schichten im Darm des Jupiter verteilt, welche Prozesse finden dort statt, gibt es einen festen Kern in der Mitte? Diese Fragen sollten von Juno beantwortet werden.



Ein Blick in den großen roten Fleck ermöglicht es uns, nicht nur die reiche innere Welt des Jupiter zu sehen, sondern auch die Entstehungsprozesse von Planetensystemen und exotischeren Objekten des Universums besser zu verstehen: Braune Zwerge.

Juno ist mit Geräten ausgestattet, die jeweils auf ihre Weise Wissen aus den Tiefen des Jupiter extrahieren.



Die äußere Gashülle ist für Studien am besten zugänglich, daher zielen die meisten Geräte darauf ab, aber die Prozesse in den Jupiterwolken sollten zeigen, was tiefer vor sich geht. Die äußere Atmosphäre des Jupiter wird mit zwei Spektrometern untersucht: Infrarot und Ultraviolett. Für den „Massenzuschauer“ wurde eine separate Kamera installiert, die im sichtbaren Bereich schießt. Ihre Aufgabe ist es, uns mit schönen Fotos zu erfreuen, bis sie an Strahlung stirbt.



Mit einer Infrarotkamera können Sie Wärmeströme in der Atmosphäre in einer Tiefe von bis zu 70 km sehen. Um die Infrarotdaten auf Jupiter zu vervollständigen, begannen sie, sie im Voraus mit bodengestützten Teleskopen, einschließlich des europäischen VLT, zu beobachten .



Im ultravioletten Bereich werden die Auroren des Jupiter beobachtet. Jetzt macht das nur das Hubble-Teleskop.



Auroren interessieren Wissenschaftler nicht nur aus ästhetischer Sicht. Das Magnetfeld des Jupiter ist der stärkste der Planeten des Sonnensystems. Es ist der Grund für die Bildung der stärksten Strahlungsgürtel, und der Schwanz der Magnetosphäre erstreckt sich über Hunderte Millionen Kilometer bis zur Umlaufbahn des Saturn. Die Art seiner Bildung ist in den Tiefen des Jupiter verborgen und hängt mit den Strömungen von flüssigem metallischem Wasserstoff im äußeren Kern des Riesenplaneten zusammen. Daher ist die Untersuchung des Magnetfelds und der Strahlungsgürtel eine weitere wichtige Aufgabe für Juno.

Zum Beispiel ist bereits jetzt bekannt, dass Jupiter genau wie die Erde keinen geografischen Pol hat, der mit einem magnetischen zusammenfällt, weshalb der Riese seine Strahlungsgürtel kokett bewegt.



Im Gegensatz zur Erde hat Jupiter eine eigene Quelle geladener Teilchen, die die Strahlungsgürtel füllt. Wir müssen auf eine Sonneneruption warten, um die Auroren zu sehen, und Jupiter braucht nur einen weiteren großen Ausbruch am nächsten großen Satelliten Io. Und da Io immer tobt, sind Feuerwerke an den Polen des Jupiter keine Seltenheit.



Io-Vulkane emittieren Staub und Gase, deren Atome durch solares Ultraviolett ionisiert werden, und füllen die Magnetosphäre des Jupiter wieder auf. Dies wird zu einem großen Problem für Raumfahrzeuge und mögliche zukünftige Eroberer Europas.

Zur Untersuchung geladener Teilchen und Plasmas ist Juno mit zwei energiearmen und energiereichen Teilchensensoren ausgestattet. Eine spezielle Antenne untersucht die Funkwellen, die von den Auroren erzeugt werden.

Das Magnetfeld wird mit einem Magnetometer abgebildet, das sich auf einem der "Flügel" des Raumfahrzeugs befindet. Dieses Gerät reagiert sehr empfindlich auf Änderungen des Magnetfelds, daher wurde versucht, es so weit wie möglich von den elektrischen Geräten von Juno zu entfernen.



Um die Genauigkeit der Messwerte zu erhöhen, ist das Magnetometer mit Sternsensoren ausgestattet, die die Position des Geräts anhand der Sterne bestimmen können. Als Juno an der Erde vorbeiflog, wurden die Sternsensoren getestet und gleichzeitig als Videokamera verwendet.



Ein Blick in die innerste Atmosphäre von Jupiter Juno wird mit einem Mikrowellenradiometer erzeugt. Damit können Sie Wärmeströme in einer Tiefe von bis zu 600 km beobachten.

Schließlich wird vielleicht eine der wichtigsten Studien durchgeführt, indem Abweichungen des Gravitationsfeldes des Planeten aufgezeichnet werden. Das Ergebnis sollte ein Verständnis der Struktur des Jupiter, der Verteilung der Schichten, der Klärung der Masse seines Kerns und eines genaueren Verständnisses seiner Zusammensetzung sein. Seltsamerweise ist ein separates Gerät für diese Zwecke nicht vorgesehen. Die Analyse wird unter Verwendung eines Funksignals durchgeführt: Inhomogenitäten des Gravitationsfeldes verändern die Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs um einen vernachlässigbaren Bruchteil eines Prozent und diese Abweichungen werden auf der Erde durch den Doppler-Effekt bestimmt, der die Juno-Radiowelle verlängert oder verkürzt.

Das Raumschiff wird sich in einer langgestreckten polaren elliptischen Umlaufbahn drehen, sich auf 3,5 Millionen km entfernen und sich auf 5.000 km nähern. Dank dessen können wir zum ersten Mal die Pole des Jupiter sehen, die noch keine Sonde entfernen konnte.



Jede Umlaufbahn dauert 14 Tage. Diese Umlaufbahn ist für Forschungsarbeiten vorgesehen, aber Juno wird sie nicht sofort betreten. Die Arbeiten bei Jupiter beginnen mit einer Umlaufbahn von 53,5 Tagen, und die Phase der wissenschaftlichen Arbeit beginnt erst im November 2016. In weniger als anderthalb Jahren, bis Februar 2018, wird die Juno-Mission abgeschlossen sein und das Gerät wird auf die dichte Atmosphäre des Riesenplaneten reduziert.



Eine solche vollständige Zerstörung des Apparats soll verhindern, dass die Mikroorganismen der Erde mit den Oberflächen der Jupitermonde infiziert werden, insbesondere mit Europa, wo sie hoffen, ihr eigenes Leben zu finden.



Wenn Sie Glück haben, fällt während der Operation von Juno ein weiterer großer Asteroid auf Jupiter, und dieses Ereignis kann mit allen Werkzeugen erkundet werden. Wie bodengestützte Beobachtungen zeigen, sind solche Kollisionen für Jupiter nicht selten, obwohl der Vorgänger Juno, die Galileo-Sonde, in den 90er Jahren noch mehr Glück hatte - er konnte 1994 den Fall des Kometen Shoemaker-Levy 9 beobachten.



Es ist merkwürdig, dass in der oberen Atmosphäre des Jupiter in den Regionen, in denen Kometenfragmente fielen, bisher ein erhöhter Wassergehalt aufgetreten ist. Diese Entdeckung wurde durch gemacht Infrarot - Teleskop Herschel und Juno auch versuchen , die Wasserversorgung zu beurteilen.

Juno ist weit entfernt vom ersten Entdecker des Jupiter, aber die meisten Sonden flogen vorbei und studierten nur von den Flugwegen aus.

Fast immer wurde der Riese verwendet, um bei Gravitationsmanövern zu beschleunigen, und erst in den 90er Jahren flog die NASA Galileo dorthin.



Im Gegensatz zu Galileo wird sich Juno voll und ganz dem Studium des Jupiter widmen, ein genaueres Rendezvous und eine Inspektion der Polarregionen durchführen.

Sie können Junos Flug auf der Website whereisjuno.info , in der NASA Eyes- Desktopanwendung oder in SolarWalk für iOS und Android verfolgen .

Source: https://habr.com/ru/post/de395889/