Ein Planet auf Steroiden. Wie konnte Juno lösen das Rätsel des Jupiter

Der größte Planet in unserem Sonnensystem kann schließlich aufgeben, seine Geheimnisse dank einer neuen Sonde

Ein paar Tage ab jetzt, ein US-Raumschiff mit fegen ein 200 kg Titan Tresor vollgestopft mit empfindlichen elektronischen Geräten und ausgestattet mit einer Vielzahl von Solarzellen vor dem Eintritt in eine Umlaufbahn um den riesigen Planeten über die Pole des Jupiter. Das Handwerk, Juno, benannt ist fast 3 Milliarden Kilometer gereist, da es im Jahr 2011 ins Leben gerufen wurde. Für die nächsten zwei Jahre wird das riesige Raumschiff dichte Atmosphäre Jupiters überfliegen, bei dem Versuch, den Planeten riesige Riemen der tödlichen Strahlung in einem Versuch, entdecken Sie die Geheimnisse dieser geheimnisvollen, entfernten Welt zu vermeiden.

Die $1-.1bn (£757, 837m)-Mission soll tief in die dicken Schichten von Gasen zu blicken, aus denen die Atmosphäre des Planeten und Rückgabe von Daten, die entscheidend für das Verständnis der Geburt nicht nur Jupiter, sondern alle Planeten in unserem Sonnensystem, einschließlich der Erde sein könnte.

Es wird jedoch eine außerordentlich schwierige Aufgabe sein. Juno wird zu sehr in der Nähe von Jupiters starken Magnetfeld und Strahlengürtel Reisen haben, und diese könnte leicht zerstören ihre Instrumente. "Deshalb haben wir das Raumschiff mit einem Titan-Tresor – zum Schutz der Sonde Elektronik ausgestattet", sagte Juno principal Investigator, Scott Bolton des Southwest Research Institute in San Antonio, Texas. "Das ist eine Mission mit fantastischem Potenzial", fügte er hinzu. "Das Problem ist, dass Jupiter ein Planet auf Steroiden. Alles darüber ist riesig und da stellt echte Probleme für Juno. "Es müssen seine umgekehrt Jupiter auf einem sehr, sehr zarte Weg weben."

Jupiter ist schwerer als alle anderen Objekte – Planeten, Monden, Asteroiden und Kometen – in unserem Sonnensystem, mit Ausnahme der Sonne selbst. Es wird auch angenommen, der erste Planet erstellt, wenn das Sonnensystem vor 4,6 Milliarden Jahren gebildet werden. "Es erschien zuerst und wurde dann in der Lage, die meisten des losen Materials schöpfen, die rund um die Sonne dann fegen war." Das ist, wie es eben so groß,"sagte Bolton.

Verständnis Jupiters Entstehung ist daher entscheidend für das Verständnis der Entstehung der Rest des Sonnensystems. Allerdings ist der Planet, die 317 mal größer als die Erde ist nicht einfach zu studieren. Sein Magnetfeld ist der stärkste aller bekannten Planeten und hochenergetische Teilchen erwischt, wie sie durch den Raum fliegen, trapping sie in zwei große Strahlengürtel, die es umgeben. Diese ähneln den Van-Allen-Gürtel der Erde aber sind viele Millionen Mal intensiver. Satelliten, der in ihnen verirrt fände seine elektronischen Schaltungen gebraten.

"Das Leben sehr schwer für Juno, macht", sagte Bolton. "Wir müssen in der Nähe von Jupiter in der Lage sein, seine Atmosphäre – Sonde aber heißt immer in der Nähe der Strahlungsgürtel. Wir müssen sehr sorgfältig fliegen wollen oder ihre Instrumente durch Strahlung zerstört werden."

Dies ist nur eines der vielen Probleme, die das Raumschiff Designer gehabt haben, zu überwinden, aber. Juno haben auch seine kniffligen interplanetare Manöver auf eine unglaublich enge Energiebudget durchzuführen: das Handwerk-Solar-Panels werden in der Lage, ein paar hundert Watt Strom, ausreichen, um ein paar Glühlampen, Strom zu erzeugen und nicht viel mehr.

In der Vergangenheit haben Raumschiff geschickt, um Planeten weit von der Sonne studieren Generatoren angetrieben durch radioaktive Isotope verwendet. "Aber wenn wir entwerfen und bauen Juno im frühen 21. Jahrhundert, Nasa hatte vorübergehend Isotope ausgehen und so mussten wir auf Solarenergie, verlassen", sagte Bolton.

Und angesichts des Jupiter Entfernung, das ist ein heikles Thema. Der Planet umkreist in 780m km von der Sonne. Die Erde umkreist im Vergleich dazu eine km nur 150m von der Sonne, was bedeutet, dass hier das Sonnenlicht 25-mal stärker ist als es bei Jupiter ist.

Kurz nach Start wenn Juno war immer noch nah an die Erde, seine riesigen Solarzellen – einige der größten planetarischen Sonde – ausgestattet, könnte etwa 12 Kilowatt Leistung generieren. Nun, Weltraum, in der Nähe von Jupiter nähert, das knapp über 400 Watt gesunken.

Bolton erklärte, er sei zuversichtlich, dass Juno bei solchen arbeiten könnte. "Das Raumschiff ist äußerst effizient. Seine Instrumente wurden entwickelt, um auf diese Art von macht laufen,"sagte er.

Hinsichtlich dieser Instrumente gebaut sie Jupiters Atmosphäre noch nie da gewesenen ausführlich zu studieren und mehrere wichtige Rätsel über den riesigen Planeten zu lösen.

Im Jahr 1995 fiel Galileo – die einzige Raumsonde, die bisher Jupiter umkreiste hat – 339kg Sonde in der Atmosphäre des Planeten. Wie es abstammen, übertragen die Sonde Details über die verschiedenen Elemente, die es begegnet – und einige unerwartete Eigenschaften gefunden. Insbesondere festgestellt, dass die meisten der Elemente, wie Kohlenstoff und Stickstoff in Jupiters Atmosphäre angereicherten Ebene mit einer wichtigen Ausnahme – existieren Sauerstoff erwies sich auf einem überraschend niedrigen Niveau.

"Wir hatten erwartet, dass Sauerstoff in Form von Wasser zu sehen, die Sauerstoff, enthält aber sah sehr wenig", sagte Bolton. "Es gibt zwei Erklärungen dafür. Ist, dass wir einfach Jupiter richtig überhaupt nicht verstehen. Die alternative Erklärung ist, dass wir wirklich, wirklich Pech und nahm ein Teil des Planeten, die kein Wasser drin hatte. "Wir würden Jupiters Sahara Wüste – durch schiere Pech getroffen."

Juno soll entdecken, welche dieser Ideen die richtige ist. "Wir brauchen zu finden, was der Rest der Jupiter drin hat. Das ist, was Juno geht,"hinzugefügt Bolton. "Wir werden schauen Sie ganz über dem Platz und in viel größerer Tiefe als wir im Jahr 1995 hat."

Diese Aufgabe wird nicht durch Fallenlassen einer Sonde aber unter Berufung auf Juno Mikrowelle Antennen erreicht werden. "Jupiter sendet Mikrowellen. Es leuchtet mit ihnen", sagte Bolton.

"Und, ganz entscheidend, Mikrowellen mit Wasser interagieren. Das ist warum Mikrowellengeräts nassen Spaghetti erwärmt. In ähnlicher Weise in Jupiters Atmosphäre Mikrowellen Interaktion mit Wasser und durch das Studium was Mikrowellen emittiert werden, arbeiten wir, wie viel Wasser und Sauerstoff vorhanden ist und in welchen Tiefen. "

Juno soll 37 Umlaufbahnen von Jupiter während der geplanten 20 Monate Laufzeit und wird innerhalb von 3.000 Meilen von der Spitze der Atmosphäre des Planeten überfliegen, bei dem Versuch, seine Strahlengürtel ausweichen und Geldbeutel von ein paar hundert Watt Leistung.

"Es wird eine sehr riskante Mission, sondern eine lohnende" hinzugefügt Bolton. "Ehrlich gesagt, wenn Juno überlebt bekommen zwei Jahre diese Art der Behandlung vor seiner Elektronik verbrannt, dass wir sehr zufrieden sein werden."

Juno ist nun auf der Zielgeraden auf ihrem Weg zum Jupiter. "Für den Rest der Mission, wir projizieren, dass Jupiters Schwerkraft dominieren wird, da die Flugbahn sind Auswirkungen anderer Himmelskörper auf unbedeutende Rollen reduziert werden", sagte Rick Nybakken, Juno-Projekt-Manager.

Am 4 Juli wird das Raumschiff schließlich ihr Ziel erreichen. "Und das heißt, wenn die wirklich knifflige Sachen beginnt," Bolton hinzugefügt.