"Juno" ("Juno") | |
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Orbitador polar Juno Júpiter | |
"Juno" (modelo 3D) | |
Cliente | NASA / JPL |
Fabricante | Lockheed Martin |
Operador | NASA |
Tareas | Estudio de la atmósfera, campo magnético y magnetosfera, estructura interna de Júpiter , mapeo de vientos |
Satélite | Júpiter |
plataforma de lanzamiento | Cañaveral SLC-41 |
vehículo de lanzamiento | "Atlas-5" versión 551 |
lanzar | 5 de agosto de 2011, 12:25:00 UTC |
Entrando en órbita | 5 de julio de 2016 [1] |
Duracion del vuelo | 11,2 años |
ID COSPAR | 2011-040A |
SCN | 37773 |
Precio | Cerca de 1 billón de dólares |
Especificaciones | |
Peso | 3625kg |
Dimensiones |
3,5 mx 3,5 m , o 20 m con paneles solares desplegados [2] |
Diámetro | 3,5 metros [3] |
Energía | 420W |
Fuentes de alimentación | Tres pétalos de células solares de 18.698 elementos |
agente de mudanzas | LEROS-1b (principal) |
Elementos orbitales | |
Estado animico | 1,6 rad |
apocentro | 8.100.000 kilometros |
pericentro | 4200 kilometros |
Vítkov por día | 1/53.5 con la transición a 1/14 de turno (desde el 19/10/2016) |
logotipo de la misión | |
missionjuno.swri.edu | |
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Juno (también Juno , del inglés Juno , Jupiter Polar Orbiter ) es la estación interplanetaria automática de la NASA lanzada el 5 de agosto de 2011 para explorar Júpiter [4] y se convirtió en el segundo proyecto del programa New Frontier . La nave espacial entró en la órbita polar del gigante gaseoso el 5 de julio de 2016; Juno se convirtió en la segunda nave espacial en orbitar Júpiter, después de Galileo , que orbitó al gigante gaseoso de 1995 a 2003 [5] , y la primera en entrar en su órbita polar .
El propósito de la misión es estudiar los campos gravitatorios y magnéticos del planeta, así como probar la hipótesis de que Júpiter tiene un núcleo sólido. Además, el dispositivo debería estudiar la atmósfera del planeta , determinando el contenido de agua y amoníaco en ella , así como construyendo un mapa de vientos que pueden alcanzar velocidades de 618 km/h [6] . Juno también continuó el estudio de las regiones de los polos sur y norte de Júpiter, iniciado por Pioneer-11 AMS en 1974 ( región polar norte ) [7] y Cassini AMS en 2000 (región polar sur) [8] .
La nave espacial funciona con paneles solares , lo que es más típico para vehículos que operan cerca de planetas terrestres , mientras que los RTG se usan con mayor frecuencia en vuelos a planetas exteriores . Los paneles solares de Juno son los paneles solares más grandes utilizados actualmente por las estaciones interplanetarias automatizadas para generar electricidad. Además, tres paneles solares juegan un papel crucial en la estabilización del dispositivo [9] . Se adjunta un magnetómetro al extremo de una de las baterías .
El nombre de la nave espacial proviene de la mitología grecorromana. El dios Júpiter se cubrió con un velo de nubes para ocultar sus trucos, pero su esposa, la diosa Juno , pudo mirar a través de las nubes y ver su verdadera naturaleza [10] .
Juno es la primera misión a Júpiter que utiliza paneles solares en lugar de generadores termoeléctricos de radioisótopos . Al mismo tiempo, mientras orbita Júpiter, Juno recibirá solo el 4 % de la luz solar que el dispositivo podría recibir en la Tierra [11] . Sin embargo, las mejoras en la tecnología de fabricación y la eficiencia de las baterías en las últimas décadas han hecho posible el uso de paneles solares. de tamaños aceptables a una distancia de 5 UA del sol.
Juno utiliza tres conjuntos de paneles solares dispuestos simétricamente. Cada una de estas matrices tiene 2,7 metros de ancho y 8,9 metros de largo. Uno de los arrays es ligeramente más estrecho que los demás, su anchura es de 2.091 metros , lo que se hace para facilitar el plegado de las baterías en el lanzamiento. El área total de todas las baterías es de 60 m² . Si las baterías se utilizaran en la órbita terrestre, producirían unos 15 kilovatios de potencia. En la órbita de Júpiter, la energía de la batería será de solo 486 vatios , mientras que con el tiempo disminuirá a 420 vatios debido a los efectos de la radiación [12] . Los paneles solares estarán expuestos a la luz solar durante casi todo el vuelo.
A bordo también hay dos baterías de iones de litio , diseñadas para alimentar el dispositivo mientras pasa a la sombra. Las baterías se cargarán cuando haya un exceso de energía disponible [13] .
Estructura atmosférica:
radiómetro de microondas (MWR) - radiómetro de microondas ; captura la radiación con una longitud de onda de 1,3 a 50 centímetros, consta de seis radiómetros separados; el objetivo principal es estudiar las capas profundas de la atmósfera de Júpiter. Capacidad de penetración: 550 kilómetros de profundidad en las nubes del planeta. MWR debería ayudar a responder la pregunta de cómo se formó Júpiter, así como la profundidad de la circulación atmosférica detectada por la nave espacial Galileo . El radiómetro examina la cantidad de amoníaco y agua en la atmósfera [13] [14] .
Campo magnético:
magnetómetro de puerta de flujo (FGM) y brújula estelar avanzada (ASC).
Estas herramientas sirven para mapear el campo magnético y estudiar la dinámica de los procesos en la magnetosfera , así como para determinar la estructura tridimensional de la magnetosfera en los polos de Júpiter [13] [15] .
El programa para el estudio de la magnetosfera en los polos:
Jovian Aurora Distribution Experiment (JADE) está diseñado para estudiar las auroras en Júpiter.
El Detector de Partículas Energéticas (JEDI) registrará la distribución de hidrógeno , helio , oxígeno , azufre y otros iones en los polos.
WAVES es un espectrómetro para el estudio de regiones de auroras .
espectrógrafo UV (UVS) - espectrógrafo de radiación ultravioleta ; fijará la longitud de onda, la posición y el tiempo de los fotones ultravioleta ; proporcionará un espectrograma de la radiación ultravioleta de las regiones de las auroras [16] .
Estructura interna:
Experimento científico de gravedad (GSE): al medir el campo gravitacional, el dispositivo construirá un mapa de la distribución de masa en Júpiter [17] .
Imágenes de superficie:
JunoCam (JCM) es una cámara de video fija de tres colores, la única en la sonda. Producida con la misma tecnología que la cámara MARDI del rover Curiosity, y cuenta con un sensor de 2 megapíxeles (1600 × 1200 píxeles) Kodak KAI-2020. La cámara está diseñada de tal manera que las imágenes más detalladas se obtendrán solo durante los acercamientos más cercanos de la sonda al planeta a altitudes de 1800 a 4300 km desde las nubes y tendrá una resolución de 3 a 15 km por píxel ( a modo de comparación: el telescopio Hubble desde una distancia de 600 millones de km en 2009 pudo obtener una imagen del planeta con una resolución de 119 km por píxel [18] ). Todas las demás imágenes tendrán una resolución mucho más baja, unos 232 km por píxel, por lo que las capacidades de la cámara no le permitirán captar los satélites de Júpiter (en el punto más distante de la órbita, el propio Júpiter, con tanto detalle, tendrá un tamaño de 75 píxeles de ancho, e Io , incluso si estará directamente sobre el "Juno", a una distancia de unos 345 mil km , tendrá un tamaño de solo unos 16 píxeles de ancho, las imágenes de los satélites restantes serán aún menos claras. ). Además, debido a restricciones de telecomunicaciones, Juno solo podrá transmitir a la Tierra 40 MB de datos (de 10 a 1000 fotografías ) de cada período orbital de 14 días [19] . Se supone que antes de que la radiación de Júpiter deshabilite la electrónica de la cámara, tendrá tiempo de tomar un número suficiente de imágenes en ocho órbitas del aparato alrededor del planeta [20] .
A bordo de la nave espacial hay una placa dedicada a Galileo Galilei . La placa fue presentada por la Agencia Espacial Italiana , su tamaño es de 7,1 por 5,1 centímetros , y el peso es de 6 gramos . La tablilla representa al mismo Galileo, así como una inscripción que hizo en enero de 1610 cuando observó por primera vez los objetos que se conocerían como los satélites galileanos .
También a bordo hay tres figuras LEGO : Galileo, el dios romano Júpiter y su esposa Juno [21] . La figura de Juno sostiene una lupa en sus manos, como símbolo de la búsqueda de la verdad, y Júpiter sostiene un rayo. Mientras que las figuras regulares de LEGO están hechas de plástico, estas figuras fueron hechas de aluminio para soportar las condiciones extremas de vuelo [22] .
En junio de 2005, la misión se encontraba en la fase de diseño preliminar. El dispositivo fue construido por Lockheed Martin Space Systems bajo el control del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA . El jefe de la Dirección de Programas Científicos de la NASA, Alan Stern , declaró en mayo de 2007 [23] que el año fiscal 2008 habría completado las fases preliminares de diseño y alcanzado la preparación del proyecto para su implementación [24] .
En el transcurso del trabajo, el tiempo de desarrollo de algunos componentes del Juno se amplió en comparación con el tiempo previsto. Una de las razones del retraso fue el terremoto en el centro de Italia en 2009, que provocó daños en la planta que producía el componente AMC [25] .
El lanzamiento se realizó el 5 de agosto de 2011. Para el lanzamiento, se utilizó el vehículo de lanzamiento Atlas-5 versión 551 con un motor RD-180 de fabricación rusa [26] . El tiempo de vuelo a Júpiter fue de 4 años 11 meses. La fecha de entrada en órbita es el 5 de julio de 2016 [4] . La sonda estaba prevista para ser enviada en una órbita polar alargada con un período de revolución de unos 11 días terrestres , con una aproximación máxima al planeta de menos de 5000 km [27] [28] ; En el verano de 2015 se hicieron ajustes: se decidió cambiar la órbita para que la sonda hiciera una revolución alrededor de Júpiter no en 11 días terrestres, como se pensaba anteriormente, sino en 14.
La misión principal debería durar más de un año. A diferencia de los vehículos anteriores que exploraron Júpiter y tenían generadores termoeléctricos de radioisótopos (RITEG) para proporcionar energía, Juno tiene tres paneles solares de 8,9 m de largo ( uno de ellos tiene un ancho de 2,1 m y el resto - 2,9 m ) con un 50% aumento de la eficiencia y resistencia a la radiación en comparación con misiones anteriores, y dos baterías de iones de litio , con una capacidad de 55 amperios-hora cada una. La potencia total de la energía generada es de 490 W al comienzo de la misión y de 420 W cuando se completa [2] .
El 13 de marzo de 2011, en el banco de pruebas de Lockheed Martin Space Systems, Juno superó con éxito una prueba de temperatura de dos semanas en una cámara de vacío [29] .
En la etapa de diseño inicial, en 2005, se planeó que el costo de la misión no superaría los 700 millones de dólares estadounidenses, siempre que el lanzamiento se realizara a más tardar el 30 de junio de 2010 [30] . Sin embargo, posteriormente se revisó al alza el importe de los costes. En diciembre de 2008, se afirmó que, dada la inflación y el aplazamiento del lanzamiento a agosto de 2011, el presupuesto total de la misión superaría ligeramente los 1.000 millones de dólares [31] .
El 30 de agosto de 2012, a una distancia de 483 millones de kilómetros de la Tierra, fuera de la órbita de Marte, se realizó la primera corrección de trayectoria de vuelo. El motor principal LEROS-1b se encendió durante 29 minutos y 39 segundos [32] .
El 14 de septiembre de 2012 se realizó la segunda corrección de órbita. El motor principal de Juno comenzó a operar el viernes a las 15:30 UTC cuando la nave espacial se encontraba a 480 millones de kilómetros de la Tierra [33] . Trabajó durante unos 30 minutos y consumió 376 kilogramos de combustible.
Como resultado de dos correcciones, la velocidad de la sonda aumentó en 388 metros por segundo [34] y la ruta de vuelo se dirigió de regreso a la Tierra para la asistencia de gravedad de vuelo terrestre programada para el 9 de octubre de 2013 [32] .
En febrero de 2013, la sonda había recorrido una distancia de mil millones de kilómetros .
El 17 de marzo de 2013, Juno cruzó la órbita de Marte por segunda vez ya hacia la Tierra.
A partir del 29 de mayo de 2013, la estación estuvo en fase de vuelo, denominada Inner Cruise 3 , que duró hasta noviembre de 2013 [35] .
El 9 de octubre de 2013, Juno realizó una maniobra gravitacional cerca de la Tierra, a 559 km de su superficie, para acelerar el aparato [36] . El incremento en la velocidad del aparato durante la maniobra gravitacional fue de 7,3 km/s ; la velocidad de la sonda tras la maniobra de gravedad casi se triplicó y ascendió a unos 40.000 km/h ( 11,1 km/s ) con respecto al Sol. Además, se llevaron a cabo pruebas de instrumentos científicos, durante las cuales ocurrió una situación anormal: la sonda entró en modo de suspensión; El problema se solucionó por completo el 17 de octubre. Durante su acercamiento a la Tierra, Juno tomó fotografías de la costa de América del Sur y el Océano Atlántico ; también se tomó una foto de Júpiter (la distancia en ese momento era de 764 millones de km ). Las próximas fotos se harán ya desde la órbita de Júpiter.
El 5 de julio de 2016, la sonda espacial Juno, tras viajar 2.800 millones de km ( 18,7 UA ), alcanzó la órbita de Júpiter.
El 27 de agosto de 2016 a las 13:44 GMT, el aparato pasó sobre Júpiter a una velocidad de 208 mil kilómetros por hora con respecto al planeta, y la altura mínima fue de 4200 kilómetros desde el borde superior de su atmósfera. Al mismo tiempo, el dispositivo tomó fotografías de la región del Polo Norte del planeta gigante [37] .
la fecha | Evento | Estado |
---|---|---|
5 de agosto de 2011 | lanzar | Éxito [38] |
31 de agosto de 2012 | Primera maniobra de corrección de la gravedad para aumentar la velocidad | Éxito [39] |
18 de septiembre de 2012 | Corrección de segunda maniobra para volver a la Tierra camino a Júpiter para aumentar la velocidad | Éxito [40] |
13 de agosto de 2013 | A mitad de camino a Júpiter | éxito [41] |
9 de octubre de 2013 | Maniobra de gravedad cerca de la Tierra para aumentar la velocidad a 40.000 km/h ( 11,1 km/s ) | Éxito [42] |
10 de octubre de 2013 | Cambiar a "modo seguro" | Parada temporal [43] |
12 de octubre de 2013 | Salida en modo seguro" | Éxito [44] |
29 de junio de 2016 | Transmisión de las primeras fotografías de Júpiter y sus lunas desde Juno | Éxito [45] |
30 de junio de 2016 | Transmisión de la "canción del viento solar" desde el sistema de Júpiter | Éxito [46] |
5 de julio de 2016 | Transición a la órbita alrededor de Júpiter | Éxito [47] |
6 de julio de 2016 | Encender cinco instrumentos científicos después de apagarlos antes de orbitar Júpiter | Éxito [48] |
13 de julio de 2016 | Traslado de las primeras imágenes de la órbita de Júpiter a la Tierra | Éxito [49] |
27 de agosto de 2016 | máxima aproximación a Júpiter | [cincuenta] |
19 de octubre de 2016 | Se canceló la transición planificada de 53,5 a una órbita de 14 días.
El dispositivo permanece en una órbita intermedia de 53,5 días hasta el final de la misión. Debido a que la telemetría mostró un funcionamiento incorrecto de algunas válvulas en el sistema de helio del sistema de propulsión, primero se pospuso la maniobra hasta la próxima aproximación al planeta el 11 de diciembre de 2016 [51] , luego de lo cual la maniobra se pospuso indefinidamente [ 52] | |
7 de junio de 2021 | Volando 1040 km desde Ganímedes ( PJ34 ). El período orbital de la nave espacial se ha reducido de 53 a 43 días.
En junio, la sonda Juno envió la primera foto de Ganímedes en 20 años , tomada desde una distancia de 1000 km. [53] |
Éxito |
julio 2021 | Finalización de la misión principal. Transferencia de la nave espacial a nuevas órbitas (42 órbitas adicionales) para estudiar los satélites galileanos de Júpiter (a excepción de Calisto) y continuar el estudio de Júpiter [54] | Éxito |
29 de septiembre de 2022 | Volando a 352 km [55] de la superficie de Europa (PJ45), el período orbital del dispositivo se reducirá de 43 a 38 días. [56] | Éxito |
30 de diciembre de 2023 | Io flyby (PJ57), el período orbital del dispositivo se reducirá de 38 a 35 días | Planificado |
3 de febrero de 2024 | Sobrevuelo de Io (PJ58), el período orbital del dispositivo se reducirá de 35 a 33 días | Planificado |
El dispositivo debe hacer 37 revoluciones alrededor de Júpiter, cada una de las cuales tomará 14 días terrestres. La rotación del aparato se dará de tal manera que cada uno de los instrumentos científicos cumpla con su cometido.
En noviembre de 2016, dentro de 20 días, Juno realizará 2 órbitas de calibración alrededor del planeta para ajustar el equipo científico.
Usando instrumentos infrarrojos y de microondas , Juno medirá la radiación térmica que emana de las profundidades del planeta. Estas observaciones se sumarán a la imagen de estudios previos de la composición del planeta al estimar la cantidad y distribución de agua y, por lo tanto, de oxígeno. Estos datos ayudarán a dar una idea del origen de Júpiter. Además, Juno explorará los procesos de convección que gobiernan la circulación general de la atmósfera. Con la ayuda de otros instrumentos, se recogerán datos sobre el campo gravitatorio del planeta y sobre las regiones polares de la magnetosfera [13] .
El análisis de la información recibida del aparato llevará varios años.
Estaba previsto que en 2021 el dispositivo fuera desorbitado, pero en octubre de 2020 se propuso ampliar la misión hasta 2025 e incluir la investigación sobre los satélites galileanos de Júpiter.
29 de septiembre de 2022 "Juno" volará cerca de Europa. La distancia mínima a la superficie del satélite será de solo 358 km.
Estaba previsto que en 2021 el dispositivo fuera desorbitado y enviado a la atmósfera de un gigante gaseoso , donde se quemaría [1] . Esto se hará para evitar una colisión en el futuro con uno de los satélites galileanos de Júpiter (donde se permite la posibilidad de la existencia de vida, por lo que su contaminación con material biológico de la Tierra es indeseable) [57] . Sin embargo, en octubre de 2020, en el XI Simposio Internacional de Investigación del Sistema Solar de Moscú, que se realiza en el IKI RAS, el jefe de la misión Juno de la NASA, Scott Bolton, dijo que el dispositivo se encuentra en excelentes condiciones, por lo que los científicos no no quiere destruirlo, sino ampliar la misión hasta 2025 para centrarse en la exploración de las lunas galileanas; Los planes para la misión ya han sido presentados por el equipo científico de Juno a la NASA, y los científicos esperan que sean aprobados formalmente en diciembre [58] .
Como parte de la misión extendida, Juno deberá completar 44 órbitas adicionales alrededor de Júpiter. Con cada sobrevuelo, se acercará gradualmente al polo norte del planeta debido a las interacciones gravitatorias entre la sonda, Júpiter y sus satélites. El acercamiento al polo y los cambios en la trayectoria ayudarán a Juno a estudiar en detalle la estructura tridimensional de los huracanes polares, así como a medir las propiedades de segmentos de la magnetosfera de Júpiter no explorados previamente. Gracias a ello, la sonda realizará varias aproximaciones a Ganímedes, Europa e Io. Según los expertos de la NASA, Juno se acercará a Ganímedes a una distancia de mil kilómetros, con Europa, a un mínimo histórico de 320 kilómetros, y con Io, a 1,5 mil kilómetros. Los científicos esperan que con esto, Juno descubra muchas propiedades nuevas de las lunas de Júpiter incluso antes de la llegada de las misiones JUICE y Europa Clipper . En particular, Bolton y sus colegas planean medir el espesor de la capa de hielo de Europa, compilar el mapa más detallado de su superficie con una resolución de 100-200 km y también fotografiar las emisiones de sus géiseres si se producen en el momento de la Aproximaciones de Juno al satélite. De manera similar, los científicos esperan usar encuentros cercanos con Io para determinar si hay un solo océano de magma fundido en su interior y estudiar cómo las fuerzas de marea, que resultan de sus interacciones con Júpiter y los objetos vecinos, calientan y derriten el interior de Io. este cuerpo celeste. .
Los científicos planetarios compararán los mapas de la superficie de Io y Europa [59] con los datos obtenidos por el predecesor de Juno, la sonda Galileo .
Se planificaron 2 sobrevuelos de Ganímedes, 3 de Europa y 11 de Io; los sobrevuelos de Callisto no fueron planeados [60] .
Foto JunoCam del Polo Sur de Júpiter ( 2017-05-25 )
Vista de la Gran Mancha Roja de Júpiter y el turbulento hemisferio sur de Júpiter capturado por JunoCam (2019-02-12)
Primer plano de la Gran Mancha Roja , tomado desde 8000 km sobre la atmósfera de Júpiter JunoCam (2017-07-11)
Esta imagen infrarroja 3D del polo norte de Júpiter se obtuvo de los datos recopilados por JIRAM (2018-04-11) [61]
Vista de tormentas ciclónicas en el Polo Norte de Júpiter captadas en infrarrojo por el instrumento JIRAM (2020-07-31)
Vista de tormentas ciclónicas en el Polo Sur de Júpiter , tomada en infrarrojo por JIRAM (2019-12-12)
16 Juno sobrevuelo de Júpiter
"Vuelo" sobre Júpiter (2020-06-02)
Imagen de JunoCam de la luna Ganímedes de Júpiter ( 2021-06-07 )
Imagen JunoCam de Ganímedes ( 2021-06-10 ). Las superficies claras, los rastros de impactos recientes, una superficie rugosa y un casquete polar norte blanco (en la esquina superior derecha de la imagen) son ricos en hielo de agua.
La cámara Juno utilizada para orientar la nave espacial capturó una imagen en blanco y negro durante un sobrevuelo de Europa el 29 de septiembre de 2022 a una distancia de unos 412 km. La imagen cubre aproximadamente 150x200 km de la superficie de Europa.
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