Jupiter n'est pas seulement la planète la plus grande et la plus massive de notre système solaire. Il est recordman à bien des égards. Ainsi, Jupiter possède le champ magnétique le plus puissant parmi les planètes, émet dans la gamme des rayons X et possède une atmosphère extrêmement complexe. Les planétologues portent un grand intérêt à cette planète, car il est difficile de surestimer le rôle de Jupiter dans l'histoire du système solaire, ainsi que dans son présent et son avenir.
Le vaisseau spatial Juno, qui a atteint la planète géante en 2016 et fait actuellement l'objet d'un programme de recherche en orbite autour de Jupiter, devrait aider les scientifiques à résoudre bon nombre de ses mystères.
Début de la mission
La préparation de l'expédition de cette sonde automatique vers Jupiter a été réalisée par la NASA dans le cadre du programme New Frontiers, axé sur l'étude approfondie de plusieurs objets du système solaire présentant un intérêt particulier. "Juno" est devenu la deuxième mission dans le cadre de ce projet. Elle a commencé 5août 2011 et, après avoir passé près de cinq ans sur la route, est entré avec succès en orbite autour de Jupiter le 5 juillet 2016.
Le nom de la station qui s'est rendue sur la planète portant le nom de la divinité suprême de la mythologie romaine n'a pas été choisi uniquement en l'honneur de l'épouse du "roi des dieux": il a une certaine connotation. Selon l'un des mythes, seul Junon pouvait regarder à travers le voile de nuages avec lequel Jupiter enveloppait ses actes inconvenants. Attribuant le nom de Juno au vaisseau spatial, les développeurs ont ainsi désigné l'un des principaux objectifs de la mission.
Probe Tasks
Les planétologues ont de nombreuses questions pour Jupiter, et les réponses à celles-ci dépendent de l'accomplissement des tâches scientifiques assignées à la station automatique. Selon l'objet d'étude, ces tâches peuvent être combinées en trois complexes principaux:
- Étude de l'atmosphère de Jupiter. La composition raffinée, la structure, les caractéristiques de température, la dynamique des flux de gaz dans les couches profondes de l'atmosphère situées sous les nuages visibles - tout cela intéresse beaucoup les scientifiques, auteurs du programme scientifique Juno. Le vaisseau spatial, justifiant le nom qui lui a été donné, regarde plus loin avec ses instruments qu'il n'a été possible jusqu'à présent.
- Étude du champ magnétique et de la magnétosphère de la géante. A plus de 20 000 km de profondeur, à des pressions et des températures colossales, d'énormes masses d'hydrogène sont à l'état de métal liquide. Les courants qui y circulent génèrent un champ magnétique puissant, et la connaissance de ses caractéristiques est importante pour clarifier la structure de la planète et l'histoire de sa formation.
- L'étude des détails de la structure du champ gravitationnel est également nécessaire aux planétologues pour construire un modèle plus précis de la structure de Jupiter. Cela nous permettra de juger avec plus de confiance de la masse et de la taille des couches les plus profondes de la planète, y compris son noyau interne solide.
Équipement scientifique Juno
La conception du vaisseau spatial prévoit le transport d'un certain nombre d'instruments conçus pour résoudre les problèmes ci-dessus. Ceux-ci incluent:
- Complexe magnétométrique MAG, composé de deux magnétomètres et d'un capteur d'étoiles.
- Segment spatial d'équipements pour les mesures gravitationnelles Gravity Science. Le deuxième segment est situé sur la Terre, les mesures elles-mêmes sont effectuées en utilisant l'effet Doppler.
- Radiomètre hyperfréquence MWR pour étudier l'atmosphère à de grandes profondeurs.
- Spectrographe ultraviolet UVS pour étudier la structure des aurores de Jupiter.
- Outil JADE pour fixer la distribution des particules chargées de faible énergie dans les aurores.
- Détecteur de distribution d'ions et d'électrons à haute énergie JEDI.
- Détecteur de plasma et d'ondes radio dans la magnétosphère de la planète Waves.
- Caméra infrarouge JIRAM.
- La caméra à gamme optique JunoCam placée sur le Juno principalement à des fins de démonstration et d'éducation pour le grand public. Cet appareil photo n'a pas de tâches spéciales de nature scientifique.
Caractéristiques de conception et spécifications de "Juno"
Le vaisseau spatial avait une masse au lancement de 3625 kg. Parmi ceux-ci, seuls environ 1600 kg tombent sur la part de la station elle-même, le reste de la masse - carburant et comburant - est consommé pendant la mission. En plus du moteur de propulsion, l'appareil est équipé de quatre modules moteurs d'orientation. La sonde est alimentée par trois panneaux solaires de 9 mètres. Le diamètre des appareils, sans leur longueur, est de 3,5 mètres.
La puissance totale des panneaux solaires en orbite autour de Jupiter d'ici la fin de la mission devrait être d'au moins 420 watts. De plus, Juno est équipé de deux batteries lithium-ion pour l'alimenter pendant que la station est dans l'ombre de Jupiter.
Les développeurs ont pris en compte les conditions particulières dans lesquelles Juno devra travailler. Les caractéristiques de l'engin spatial sont adaptées aux conditions d'un long séjour dans les puissantes ceintures de radiation d'une planète géante. L'électronique vulnérable de la plupart des instruments est placée dans un compartiment spécial en titane cubique, protégé des radiations. L'épaisseur de ses murs est de 1 cm.
"Passagers" insolites
La station transporte trois figurines d'hommes en aluminium de style Lego représentant les anciens dieux romains Jupiter et Junon, ainsi que le découvreur des satellites de la planète, Galileo Galilei. Ces "passagers", comme l'explique l'état-major de la mission, se sont rendus sur Jupiter afin d'attirer l'attention de la jeune génération sur la science et la technologie, pour intéresser les enfants à l'exploration spatiale.
Le Grand Galileo est à bord et en portrait sur une plaque spéciale fournie par l'Agence spatiale italienne. Il porte également un fragment d'une lettre écrite par un scientifique au début de 1610, où il mentionne pour la première fois l'observation des satellites de la planète.
Portraits de Jupiter
La JunoCam, bien qu'elle ne porte pas de charge scientifique, a pu vraiment glorifier le vaisseau spatial Juno dans le monde entier. Les photos de la planète géante, prises avec une résolution allant jusqu'à 25 km par pixel, sont incroyables. Jamais auparavant les gens n'avaient vu la beauté magnifique et menaçante des nuages de Jupiter avec autant de détails.
Ceintures nuageuses latitudinales, ouragans et tourbillons de la puissante atmosphère jupitérienne, le gigantesque anticyclone de la Grande Tache Rouge - tout cela a été capturé par la caméra optique du Juno. Les images de Jupiter prises par le vaisseau spatial ont permis de voir les régions polaires de la planète, qui sont inaccessibles pour les observations télescopiques depuis la Terre et l'orbite proche de la Terre.
Quelques résultats scientifiques
La mission a fait des progrès scientifiques impressionnants. En voici quelques-unes:
- L'asymétrie du champ gravitationnel de Jupiter causée par des particularités dans la distribution des flux atmosphériques a été établie. Il s'est avéré que la profondeur à laquelle s'étendent ces bandes, visible sur le disque de Jupiter, atteint 3000 km.
- Découverte de la structure complexe de l'atmosphère des régions polaires, caractérisée par des processus turbulents actifs.
- Des mesures du champ magnétique ont été effectuées. Il s'est avéré être un ordre de grandeur plus élevé que le plus fort terrestrechamps magnétiques d'origine naturelle.
- Une carte tridimensionnelle du champ magnétique de Jupiter a été construite.
- Images détaillées des aurores prises.
- De nouvelles données sur la composition et la dynamique de la Grande Tache Rouge ont été obtenues.
Ce ne sont pas toutes les réalisations de Juno, mais les scientifiques espèrent obtenir encore plus d'informations avec, car la mission est toujours en cours.
L'avenir de Juno
La mission devait initialement se dérouler jusqu'en février 2018. Puis la NASA a décidé de prolonger le séjour de la station près de Jupiter jusqu'en juillet 2021. Pendant ce temps, il continuera à collecter et à envoyer de nouvelles données sur Terre, et continuera à photographier Jupiter.
À la fin de la mission, la station sera envoyée dans l'atmosphère de la planète, où elle brûlera. Une telle fin est envisagée afin d'éviter une chute sur l'un des grands satellites à l'avenir et une éventuelle contamination de sa surface par des micro-organismes terrestres du Juno. Le vaisseau spatial a encore beaucoup de temps devant lui, et les scientifiques comptent sur une riche « moisson » scientifique que Juno leur apportera.
