Por quase dois anos, a estação interplanetária automática da NASA Juno opera em órbita perto do planeta gigante Júpiter. Apesar dos problemas técnicos, a estação coletou muitos dados interessantes, capturou uma abundância de fotos coloridas e aproximou-se significativamente dos objetivos de seu estudo - para descobrir o que está escondido nas entranhas nubladas do maior planeta do sistema solar.
Juno (Juno - a esposa de Júpiter na mitologia romana, o backronym Júpiter Near-polar Orbiter) chegou ao planeta gigante em junho de 2016. Desde então, gira em torno do planeta em uma órbita elíptica muito alongada, que permite voar sobre os pólos do planeta. Juno é o segundo satélite artificial de Júpiter, o primeiro - Galilleo voou no plano equatorial e estudou satélites naturais.
Graças a uma nova órbita que permite proximidade e inspeção de longe, Juno recebe informações exclusivas. Um conjunto de instrumentos científicos é projetado para estudar as entranhas de gás do planeta. Inclui espectrômetros ultravioleta e infravermelho, radar de microondas, detectores de partículas cósmicas e de plasma. O magnetômetro foi projetado para estudar o poderoso campo magnético do planeta e a câmera colorida - para registrar a camada superior da atmosfera. Usando um complexo de rádio para se comunicar com a Terra, o campo gravitacional do planeta é estudado, o que afeta a velocidade da espaçonave.
O que o espectrômetro infravermelho vê Diferentemente da maioria das estações espaciais distantes, o Juno é equipado com painéis solares, que abrangem uma vasta área de 64 metros quadrados. A uma distância de Júpiter, a energia do Sol é cerca de 4% do nível da Terra, de modo que os painéis solares do Juno geram quase a mesma energia que a energia solar terrestre comum uma bateria para uma cabana com uma área de 3 m². Esta decisão foi forçada, porque A NASA ficou sem plutônio-238, usado para
geradores termoelétricos por
radioisótopos . As últimas reservas do isótopo, compradas na Rússia nos anos 90, viajam em Marte como parte do veículo Curiosity e voaram para os limites externos do Sistema Solar na sonda New Horizons. Agora a NASA retomou a produção de plutônio-238, mas mudou temporariamente para energia solar.
Juno está em uma órbita alongada em torno de Júpiter, o ponto de vôo mais próximo acima da camada de nuvens do planeta gigante passa a uma altitude de 4200 km e o mais distante - a uma distância de 8 milhões de quilômetros. A estação faz um sobrevôo completo em 53,5 dias terrestres. O plano preliminar de vôo assumiu uma redução na elipse da órbita, para uma distância de 4200 km a 3 milhões de km. O plano teve que mudar quando Juno se deparou com problemas técnicos. Duas válvulas presas nos tanques de hélio para aumentar os tanques de combustível. O motor não pôde realizar uma manobra de órbita de frenagem e abaixamento, então tive que permanecer na transição. Graças à nova órbita, é possível estender a missão do dispositivo, pois é menos afetado pelos cinturões de radiação do planeta, e a eletrônica a bordo com instrumentos científicos durará mais tempo. No verão de 2018, os cientistas considerarão a possibilidade de estender as atividades científicas de Juno.
Entre o verão de 2016 e maio de 2018, Juno fez doze revoluções em sua órbita e conseguiu transmitir novos dados sobre a distribuição das camadas atmosféricas do planeta, penetrar na cobertura de nuvens dos pólos de Júpiter, abrir um novo cinturão de radiação e aprender sobre a conexão inesperada do intestino do gigante com seu campo magnético. Todos têm acesso ao
arquivo de imagens da câmera colorida Juno e os entusiastas as processam independentemente, criando telas de arte reais. Exemplos desses trabalhos podem ser encontrados nos canais dos autores:
Björn Jónsson ,
Seán Doran ,
Roman Tkachenko .
As imagens mais espetaculares dos tufões na faixa de infravermelho foram obtidas no pólo de Júpiter. Um tufão polar central do planeta é cercado por outros oito tufões estáveis e são pouco visíveis quando vistos a olho nu, e estão em profundidade.
Júpiter não é o único planeta do sistema solar com estruturas atmosféricas constantes no pólo. Vênus tem um par de tufões, que também é considerado na profundidade das nuvens no infravermelho. O pólo de Saturno adorna o hexágono regular e, embora as razões para sua ocorrência não sejam estabelecidas com precisão, a possibilidade da formação de seis tufões ao redor de um central foi experimentalmente
confirmada .
Júpiter também trouxe surpresas no equador mais estudado. Descobriu-se que a faixa equatorial leve é uma corrente de amônia que sobe de uma camada mais profunda.
Anteriormente, acreditava-se que a atmosfera superior do planeta gigante a uma profundidade de 100 km é homogênea, mas agora está claro que isso não é verdade.
A origem dos tons marrons e alaranjados na atmosfera ainda não é conhecida, de acordo com uma hipótese, são hidrocarbonetos que mudam de cor sob a influência da radiação ultravioleta solar. Outro composto possível é o hidrossulfeto de amônio, um sal amarelado à base de nitrogênio, enxofre e hidrogênio. Nuvens brancas são cristais de amônia. A velocidade dos fluxos de vento que chega atinge 360 km / h.
A famosa mancha vermelha de Júpiter é um grande tufão que ocorre na junção dos fluxos atmosféricos que se aproximam no hemisfério sul. O tufão sobe oito quilômetros acima das nuvens circundantes e entra nas entranhas do planeta. A mancha vermelha tem cerca de 16 mil quilômetros de diâmetro, ou seja, mais do que o diâmetro da Terra, ela é observada há quase 200 anos e, durante esse período, reduziu o tamanho pela metade, diminuindo gradualmente hoje. Os ventos sopram na borda do Ponto Vermelho a velocidades de até 430 km / h, mas dentro do movimento é mais lento. As causas e a estabilidade a longo prazo da Grande Mancha Vermelha de Júpiter não são conhecidas, talvez isso esteja de alguma forma relacionado à heterogeneidade do campo magnético do planeta.
O campo magnético de Júpiter é mais complexo no hemisfério norte do planeta, onde entre o equador e o polo há uma extensa região de alta intensidade de campo magnético que cai no polo norte. Ao sul do equador, o campo magnético também possui heterogeneidades, inclusive na área da mancha vermelha. Acredita-se que o campo magnético surja de correntes que fluem no núcleo externo de Júpiter, consistindo em hidrogênio líquido “metálico”, formado sob alta pressão a uma profundidade abaixo de 15 mil km.
O campo magnético de um planeta gigante, interagindo com o vento solar, assim como o plasma e as partículas carregadas emitidas por satélites naturais, formam poderosos cinturões de radiação. Os cinturões de radiação da Terra são reabastecidos principalmente do Sol, enquanto a principal fonte de radiação ionizante de Júpiter é a emissão de gases de Io e outros grandes satélites: Europa, Ganímedes, Calisto. Io é o mais próximo de Júpiter e é o corpo mais vulcanicamente ativo do sistema solar: dezenas de vulcões entram em erupção constantemente lá, e Juno foi capaz de vê-los no infravermelho.
Voando perto da superfície nublada do planeta, Juno conseguiu refinar as características dos cintos de radiação e até descobrir um novo. Três luas de Júpiter giram dentro dos cinturões de radiação, o que representa uma ameaça para a eletrônica e os futuros exploradores espaciais. Elétrons e partículas carregadas pesadas: prótons, íons de vários gases com alta energia e velocidade giram em torno de um planeta gigante a distâncias de até 1 milhão de quilômetros. Descobriu-se que, a uma curta distância do planeta, no plano do equador, há um cinto de radiação cheio de íons hidrogênio, oxigênio e enxofre, que se movem a velocidades próximas à velocidade da luz. Mais perto dos pólos, esperava-se uma reunião com elementos de um cinto de radiação cheio de elétrons leves e rápidos. Mas mesmo lá, Juno detectou a presença de partículas carregadas pesadas, que criam muito ruído nos dispositivos.
Embora Júpiter seja um gigante gasoso e não tenha uma superfície sólida, está longe de estar cheio de tufões nublados. A chamada “camada climática” de Júpiter, que mostra os efeitos da dinâmica atmosférica, se estende para o interior por cerca de 3 mil km. Além disso, alta pressão e temperatura transformam o principal componente da atmosfera do planeta gigante - hidrogênio - em um líquido eletricamente condutor. Devido à condutividade elétrica, o “oceano” líquido de Júpiter se torna dependente do poderoso campo magnético do planeta, e o vento da “camada climática” não é mais dominante sobre ele. Mais profundo que 3 mil km, o planeta se comporta como um sólido,
estabelecido pela análise do campo gravitacional. Supõe-se que em Saturno a “camada climática” nublada deve ser ainda mais espessa e, para as anãs marrons, que também estão relacionadas a Júpiter, pelo contrário, mais finas.
A pesquisa de Júpiter continua. Até agora, todos os dados acumulados por Juno não foram processados, e a missão do aparelho pode ser estendida por um ano ou mais, para que novas descobertas, pistas e novos segredos das entranhas do maior planeta do Sistema Solar estejam à frente.