Depuis près de deux ans, la station interplanétaire automatique Juno de la NASA fonctionne en orbite près de la planète géante Jupiter. Malgré des problèmes techniques, la station a collecté de nombreuses données intéressantes, capturé une abondance de photos colorées et s'est approchée de manière significative des objectifs de son étude - pour découvrir ce qui est caché dans les entrailles nuageuses de la plus grande planète du système solaire.
Juno (Juno - l'épouse de Jupiter dans la mythologie romaine, le backronym Jupiter Near-polar Orbiter) est arrivé sur la planète géante en juin 2016. Depuis lors, il tourne autour de la planète dans une orbite elliptique très allongée, qui vous permet de survoler les pôles de la planète. Juno est le deuxième satellite artificiel de Jupiter, le premier - Galilleo a volé dans le plan équatorial et étudié les satellites naturels.
Grâce à une nouvelle orbite qui permet une proximité et une inspection à distance, Juno reçoit des informations uniques. Un ensemble d'instruments scientifiques est conçu pour étudier les entrailles gazeuses de la planète. Il comprend des spectromètres ultraviolets et infrarouges, un radar micro-ondes, des détecteurs de particules cosmiques et de plasma. Le magnétomètre est conçu pour étudier le puissant champ magnétique de la planète et la caméra couleur - pour enregistrer la couche supérieure de l'atmosphère. À l'aide d'un complexe radio pour communiquer avec la Terre, le champ gravitationnel de la planète est étudié, ce qui affecte la vitesse de l'engin spatial.
Ce que voit le spectromètre infrarouge Contrairement à la plupart des stations spatiales éloignées, Juno est équipé de panneaux solaires, qui couvrent une vaste zone de 64 mètres carrés. À une distance de Jupiter, l'énergie du Soleil représente environ 4% du niveau de la Terre, de sorte que les panneaux solaires Juno génèrent environ autant d'énergie que le solaire terrestre ordinaire. une batterie pour un chalet d'une superficie de 3 m². Cette décision a été forcée, car La NASA a manqué de plutonium-238, qui était utilisé pour les
générateurs thermoélectriques à radio-isotopes . Les dernières réserves de l'isotope, acheté en Russie dans les années 90, voyagent sur Mars dans le cadre du rover Curiosity, et ont volé vers les limites extérieures du système solaire dans la sonde New Horizons. Maintenant, la NASA a repris la production de plutonium-238, mais est temporairement passée à l'énergie solaire.
Juno est sur une orbite allongée autour de Jupiter, le point de vol le plus proche au-dessus de la couche nuageuse de la planète géante passe à une altitude de 4200 km, et le plus éloigné - à une distance de 8 millions de km. La station effectue un survol complet en 53,5 jours terrestres. Le plan de vol préliminaire supposait une réduction de l'ellipse de l'orbite, à une distance de 4200 km à 3 millions de km. Le plan a dû changer lorsque Juno a été confronté à des problèmes techniques. Deux valves coincées sur les réservoirs d'hélium pour booster les réservoirs de carburant. Le moteur n'a pas pu effectuer de manœuvre de freinage et d'abaissement de l'orbite, j'ai donc dû rester en transition. Grâce à la nouvelle orbite, il est possible de prolonger la mission de l'appareil, il est moins affecté par les ceintures de rayonnement de la planète, et l'électronique embarquée avec des instruments scientifiques durera plus longtemps. À l'été 2018, les scientifiques étudieront la possibilité d'étendre les activités scientifiques de Juno.
De l'été 2016 à mai 2018, Juno a effectué douze révolutions sur son orbite et a pu transmettre de nouvelles données sur la distribution des couches atmosphériques de la planète, pénétrer la couverture nuageuse des pôles de Jupiter, ouvrir une nouvelle ceinture de rayonnement et découvrir la connexion inattendue des entrailles du géant avec son champ magnétique. Tout le monde a accès aux
archives d'images de la caméra couleur Juno, et les passionnés les traitent indépendamment, créant de véritables toiles d'art. Des exemples de ces œuvres peuvent être trouvés sur les canaux des auteurs:
Björn Jónsson ,
Seán Doran ,
Roman Tkachenko .
Les images les plus spectaculaires de typhons dans le domaine infrarouge ont été obtenues au pôle de Jupiter. Un typhon polaire central de la planète est entouré de huit autres typhons stables, et ils sont mal visibles lorsqu'ils sont vus à l'œil nu, et sont en profondeur.
Jupiter n'est pas la seule planète du système solaire avec des structures atmosphériques constantes au pôle. Vénus a une paire de typhons, qui est également considéré à une profondeur de nuage dans l'infrarouge. Le pôle de Saturne orne l'hexagone régulier, et bien que les raisons de son apparition ne soient pas précisément établies, la possibilité de la formation de six typhons autour d'un central a été
confirmée expérimentalement.
Jupiter a également apporté des surprises à l'équateur le plus étudié. Il s'est avéré que la bande équatoriale légère est un courant d'ammoniac qui s'élève d'une couche plus profonde.
On pensait auparavant que la haute atmosphère de la planète géante à une profondeur de 100 km est homogène, mais maintenant il est clair que ce n'est pas le cas.
L'origine des teintes brunes et oranges dans l'atmosphère n'est pas encore connue, selon une hypothèse, ce sont des hydrocarbures qui changent de couleur sous l'influence du rayonnement ultraviolet solaire. Un autre composé possible est l'hydrosulfure d'ammonium, un sel jaunâtre à base d'azote, de soufre et d'hydrogène. Les nuages blancs sont des cristaux d'ammoniac. La vitesse des vents venant en sens inverse atteint 360 km / h.
Le célèbre point rouge de Jupiter est un grand typhon qui se produit à la jonction des flux atmosphériques venant en sens inverse dans l'hémisphère sud. Le typhon s'élève à huit kilomètres au-dessus des nuages environnants et pénètre dans les entrailles de la planète. La tache rouge a environ 16 mille kilomètres de diamètre, soit plus que le diamètre de la Terre, il est observé depuis près de 200 ans, et pendant ce temps il a réduit sa taille de moitié, diminuant progressivement aujourd'hui. Les vents soufflent au bord du point rouge à des vitesses allant jusqu'à 430 km / h, mais à l'intérieur, le mouvement est plus lent. Les causes et la stabilité à long terme de la Grande Tache Rouge de Jupiter ne sont pas connues, peut-être est-ce en quelque sorte lié à l'hétérogénéité du champ magnétique de la planète.
Le champ magnétique de Jupiter est plus complexe dans l'hémisphère nord de la planète, où entre l'équateur et le pôle, il existe une vaste région de forte intensité de champ magnétique qui tombe au pôle nord. Au sud de l'équateur, le champ magnétique présente également des inhomogénéités, y compris dans la zone de la tache rouge. On pense que le champ magnétique provient de courants circulant dans le noyau externe de Jupiter, consistant en de l'hydrogène «métallique» liquide, qui se forme sous haute pression à une profondeur inférieure à 15 000 km.
Le champ magnétique d'une planète géante, interagissant avec le vent solaire, ainsi qu'avec le plasma et les particules chargées émises par les satellites naturels, forme de puissantes ceintures de rayonnement. Les ceintures de rayonnement de la Terre proviennent principalement du Soleil, tandis que la principale source de rayonnements ionisants de Jupiter est l’émission de gaz par Io et d’autres grands satellites: Europe, Ganymède, Callisto. Io est le plus proche de Jupiter et est le corps le plus volcaniquement actif du système solaire: des dizaines de volcans y éclatent constamment, et Juno a pu les voir dans l'infrarouge.
Volant près de la surface nuageuse de la planète, Juno a pu affiner les caractéristiques des ceintures de rayonnement, et même en découvrir une nouvelle. Trois lunes de Jupiter tournent à l'intérieur de ceintures de rayonnement, ce qui représente une menace pour l'électronique et les futurs explorateurs de l'espace. Electrons et particules chargées lourdes: les protons, les ions de divers gaz à haute énergie et vitesse tournent autour d'une planète géante à des distances allant jusqu'à 1 million de km. Il s'est avéré qu'à une courte distance de la planète dans le plan de l'équateur, il y a une ceinture de rayonnement remplie d'ions d'hydrogène, d'oxygène et de soufre, qui se déplacent à des vitesses proches de la vitesse de la lumière. Plus près des pôles, une rencontre était attendue avec des éléments d'une ceinture de rayonnement remplie d'électrons légers et rapides. Mais même là, Juno a détecté la présence de particules lourdes chargées, qui créent beaucoup de bruit dans les appareils.
Bien que Jupiter soit une géante gazeuse et n'a pas de surface solide, elle est loin d'être pleine de typhons nuageux. La soi-disant «couche météorologique» de Jupiter, qui montre les effets de la dynamique atmosphérique, s'étend à l'intérieur des terres sur environ 3 000 km. De plus, la pression et la température élevées transforment le composant principal de l'atmosphère de la planète géante - l'hydrogène - en un liquide électriquement conducteur. En raison de la conductivité électrique, l '«océan» liquide de Jupiter devient dépendant du puissant champ magnétique de la planète et le vent de la «couche météorologique» n’y domine plus. Plus profonde que 3 000 km, la planète se comporte comme un solide, qui est
établi par l'analyse du champ gravitationnel. On suppose qu'à Saturne, la «couche météorologique» nuageuse devrait être encore plus épaisse, et pour les naines brunes, qui sont également apparentées à Jupiter, au contraire, plus mince.
Les recherches de Jupiter se poursuivent. Jusqu'à présent, toutes les données accumulées par Juno n'ont pas été traitées, et la mission de l'appareil peut être prolongée d'un an ou plus, de nouvelles découvertes, indices et nouveaux secrets des entrailles de la plus grande planète du système solaire sont donc à venir.