Durante casi dos años, la estación interplanetaria automática Juno de la NASA ha estado operando en órbita cerca del planeta gigante Júpiter. A pesar de los problemas técnicos, la estación recopiló una gran cantidad de datos interesantes, tomó una gran cantidad de fotos coloridas y se acercó significativamente a los objetivos de su estudio: descubrir qué está oculto en las entrañas de las nubes del planeta más grande del sistema solar.
Juno (Juno, la esposa de Júpiter en la mitología romana, el backronym Jupiter Near-polar Orbiter) llegó al planeta gigante en junio de 2016. Desde entonces, gira alrededor del planeta en una órbita elíptica muy alargada, lo que le permite volar sobre los polos del planeta. Juno es el segundo satélite artificial de Júpiter, el primero: Galilleo voló en el plano ecuatorial y estudió satélites naturales.
Gracias a una nueva órbita que permite una proximidad cercana e inspección desde lejos, Juno recibe información única. Un conjunto de instrumentos científicos está diseñado para estudiar las entrañas de gas del planeta. Incluye espectrómetros ultravioleta e infrarrojo, radar de microondas, detectores de partículas cósmicas y plasma. El magnetómetro está diseñado para estudiar el poderoso campo magnético del planeta y la cámara a color, para registrar la capa superior de la atmósfera. Usando un complejo de radio para comunicarse con la Tierra, se estudia el campo gravitacional del planeta, lo que afecta la velocidad de la nave espacial.
Lo que ve el espectrómetro infrarrojo A diferencia de la mayoría de las estaciones espaciales distantes, Juno está equipado con paneles solares, que abarcan una vasta área de 64 metros cuadrados. A una distancia de Júpiter, la energía del Sol es aproximadamente el 4% del nivel de la Tierra, por lo que los paneles solares de Juno generan casi tanta energía como la energía solar terrestre ordinaria una batería para una casa de campo con un área de 3 metros cuadrados. Esta decisión fue forzada, porque La NASA se quedó sin plutonio-238, que se utilizó para
generadores termoeléctricos de radioisótopos . Las últimas reservas del isótopo, compradas en Rusia en los años 90, viajan a Marte como parte del rover Curiosity, y volaron a los límites exteriores del Sistema Solar en la sonda New Horizons. Ahora la NASA ha reanudado la producción de plutonio-238, pero ha cambiado temporalmente a energía solar.
Juno se encuentra en una órbita alargada alrededor de Júpiter, el punto de vuelo más cercano sobre la capa de nubes del planeta gigante pasa a una altitud de 4200 km, y el más alejado, a una distancia de 8 millones de km. La estación realiza un sobrevuelo completo en 53.5 días terrestres. El plan de vuelo preliminar suponía una reducción en la elipse de la órbita, a una distancia de 4200 km a 3 millones de km. El plan tuvo que cambiar cuando Juno se enfrentó a problemas técnicos. Dos válvulas atascadas en tanques de helio para aumentar los tanques de combustible. El motor no pudo realizar una maniobra de frenado y descenso de la órbita, por lo que tuve que mantener la transición. Gracias a la nueva órbita, es posible extender la misión del dispositivo, ya que está menos afectado por los cinturones de radiación del planeta, y la electrónica a bordo con instrumentos científicos durará más. En el verano de 2018, los científicos considerarán la posibilidad de extender las actividades científicas de Juno.
Desde el verano de 2016 hasta mayo de 2018, Juno hizo doce revoluciones en su órbita y pudo transmitir nuevos datos sobre la distribución de las capas atmosféricas del planeta, penetrar la capa de nubes de los polos de Júpiter, abrir un nuevo cinturón de radiación y conocer la conexión inesperada de los intestinos del gigante con su campo magnético. Todos tienen acceso al
archivo de imágenes de la cámara a color Juno, y los entusiastas las procesan de forma independiente, creando lienzos artísticos reales. Se pueden encontrar ejemplos de tales trabajos en los canales de los autores:
Björn Jónsson ,
Seán Doran ,
Roman Tkachenko .
Las imágenes más espectaculares de tifones en el rango infrarrojo se obtuvieron en el polo de Júpiter. Un tifón polar central del planeta está rodeado por otros ocho tifones estables, y son poco visibles cuando se observan a simple vista, y están a una profundidad.
Júpiter no es el único planeta del sistema solar con estructuras atmosféricas constantes en el polo. Venus tiene un par de tifones, que también se considera a una profundidad de nube en el infrarrojo. El polo de Saturno adorna el hexágono regular, y aunque las razones de su aparición no están establecidas con precisión, la posibilidad de la formación de seis tifones alrededor de uno central se ha
confirmado experimentalmente.
Júpiter también trajo sorpresas en el ecuador más estudiado. Resultó que la banda ecuatorial ligera es una corriente de amoníaco que se eleva desde una capa más profunda.
Anteriormente se creía que la atmósfera superior del planeta gigante a una profundidad de 100 km es homogénea, pero ahora está claro que esto no es así.
El origen de los tonos marrones y naranjas en la atmósfera aún no se conoce, según una hipótesis, estos son hidrocarburos que cambian de color bajo la influencia de la radiación solar ultravioleta. Otro posible compuesto es el hidrosulfuro de amonio, una sal amarillenta a base de nitrógeno, azufre e hidrógeno. Las nubes blancas son cristales de amoníaco. La velocidad de los flujos de viento que se aproximan alcanza los 360 km / h.
La famosa Mancha Roja de Júpiter es un gran tifón que ocurre en la unión de los flujos atmosféricos que se aproximan en el hemisferio sur. El tifón se eleva ocho kilómetros sobre las nubes circundantes y se adentra en las entrañas del planeta. La mancha roja tiene unos 16 mil kilómetros de diámetro, es decir. Se ha observado más de 200 años de diámetro que la Tierra, y durante este tiempo ha reducido su tamaño a la mitad, disminuyendo gradualmente hoy. Los vientos soplan en el borde de la Mancha Roja a velocidades de hasta 430 km / h, pero dentro del movimiento es más lento. Se desconocen las causas y la estabilidad a largo plazo de la Gran Mancha Roja de Júpiter, tal vez esto esté relacionado de alguna manera con la heterogeneidad del campo magnético del planeta.
El campo magnético de Júpiter es más complejo en el hemisferio norte del planeta, donde entre el ecuador y el polo hay una extensa región de alta intensidad de campo magnético que cae al polo norte. Al sur del ecuador, el campo magnético también tiene inhomogeneidades, incluso en el área de la Mancha Roja. Se cree que el campo magnético surge de las corrientes que fluyen en el núcleo externo de Júpiter, que consiste en hidrógeno líquido "metálico", que se forma a alta presión a una profundidad inferior a 15 mil km.
El campo magnético de un planeta gigante, que interactúa con el viento solar, así como el plasma y las partículas cargadas que emiten los satélites naturales, forma poderosos cinturones de radiación. Los cinturones de radiación de la Tierra se reponen principalmente del Sol, mientras que la principal fuente de radiación ionizante de Júpiter es la emisión de gases de Io y otros satélites grandes: Europa, Ganímedes, Calisto. Io es el más cercano a Júpiter y es el cuerpo con mayor actividad volcánica del sistema solar: docenas de volcanes entran en erupción constantemente, y Juno pudo verlos en el infrarrojo.
Volando cerca de la superficie nublada del planeta, Juno pudo refinar las características de los cinturones de radiación e incluso descubrir uno nuevo. Tres lunas de Júpiter giran dentro de los cinturones de radiación, lo que representa una amenaza para la electrónica y los futuros exploradores espaciales. Electrones y partículas cargadas pesadas: protones, iones de varios gases con alta energía y velocidad giran alrededor de un planeta gigante a distancias de hasta 1 millón de km. Resultó que a poca distancia del planeta en el plano del ecuador hay un cinturón de radiación lleno de iones de hidrógeno, oxígeno y azufre, que se mueven a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Más cerca de los polos, se esperaba una reunión con elementos de un cinturón de radiación lleno de luz y electrones rápidos. Pero incluso allí, Juno detectó la presencia de partículas cargadas pesadas, que crean mucho ruido en los dispositivos.
Aunque Júpiter es un gigante gaseoso y no tiene una superficie sólida, está lejos de estar lleno de tifones nublados. La llamada "capa meteorológica" de Júpiter, que muestra los efectos de la dinámica atmosférica, se extiende hacia el interior durante unos 3 mil km. Además, la alta presión y temperatura convierten el componente principal de la atmósfera del planeta gigante, el hidrógeno, en un líquido eléctricamente conductor. Debido a la conductividad eléctrica, el "océano" líquido de Júpiter se vuelve dependiente del poderoso campo magnético del planeta, y el viento de la "capa meteorológica" ya no es dominante sobre él. Más profundo de 3 mil km, el planeta se comporta como un sólido, que se
establece mediante el análisis del campo gravitacional. Se supone que en Saturno la "capa meteorológica" nublada debería ser aún más gruesa, y para las enanas marrones, que también están relacionadas con Júpiter, por el contrario, más delgadas.
La investigación de Júpiter continúa. Hasta ahora, todos los datos acumulados por Juno no se han procesado, y la misión del aparato se puede extender por un año o más, por lo que nuevos descubrimientos, pistas y nuevos secretos de las entrañas del planeta más grande del Sistema Solar están por venir.