Istraživanje posljednjih granica zahtijeva delikatno balansiranje između konkurentskih inženjerskih potreba. Kako bi ispitali misterije negostoljubivih mjesta, od oceanskih rovova do blistave atmosfere sunca, znanstveni instrumenti moraju biti čvrsti, ali ultraosjetljivi — moraju preživjeti svoje okruženje, ali ostaju izloženi tek toliko da mogu njihovi poslovi. Uspostavljanje ravnoteže između zaštite i namjerne ranjivosti može biti veliki izazov. NASA-ina svemirska letjelica koja se jutros lansira predstavlja novi korak naprijed u postizanju ove ravnoteže.
Pogledajte kako je sonda napravljena.
Juno, koja će proučavati zastrašujuće Jupiterove pojaseve zračenja, nedvojbeno je jedna od najčvršćih svemirskih letjelica ikada izgrađenih, opremljen nebeskim oklopom koji će mu zaštititi srce i podatkovni centar od bijesne oluje smrtonosne radijacije. I jedan je od najprofinjenijih, s instrumentima koji mogu mjeriti Jupiterovu podoblačnu atmosferu do neviđenih detalja.
Junoina glavna istraživanja moraju se odvijati u jednom od najsurovijih okruženja u Sunčevom sustavu, osim susjedstva oko sunca. Služit će kao vrijedan testni krevet za buduće misije na najopasnijim mjestima u svemiru - i dat će odgovore na važna pitanja o tome kako su Jupiter i ostali planeti nastali.
Inženjeri su dizajnirali radijacijski trezor od titana kako bi zaštitili kontrole letjelice, ali mogli su pružiti samo ograničenu zaštitu za većina senzora, koji su morali biti izgrađeni od posebnih materijala koji mogu tolerirati visoke razine zračenja i raspršiti električnu naplatiti. Junoin mikrovalni radiometar, jedan od njegovih najvažnijih instrumenata i antena koja je odredila ukupne veličine svemirske letjelice, bio je odvojen od prijamnika, zahtijevajući duge radiofrekvencijske linije za odašiljanje podaci. Odvajanje je bilo odstupanje od tipičnih dizajna svemirskih letjelica, rekao je Scott Bolton, glavni istraživač Junoa i direktor odjela za svemirsku znanost na Southwest Research Institute.
“Senzori ne rade i ranjivi su. Točkasto su zaštićeni, tako da mogu izdržati zračenje, ali svi su mozgovi iza instrumenata pupčano vezani natrag u ovaj trezor,” rekao je. "Trebali smo vrlo posebno oklopljeni kabel, koji je sve trebalo postaviti unaprijed, kako bismo povezali senzore sve do mozga."
Vani su kabeli izloženi -220 stupnjeva F; u trezoru će temperature ostati između 32 stupnja i 104 stupnja F.
Trezor će osigurati da prijemnici i elektronika Junoa prime ukupnu ionizirajuću dozu manju od 6 kRad, što je čak manje od nekih instrumenata koji kruže oko Zemlje.
Sve ovo će se dogoditi s ultra-niskim napajanjem. Juno je prva misija na vanjske planete na solarni pogon, što znači da mora preživjeti od oskudnih zaliha energije koju generiraju njegovi masivni solarni nizovi dugi 29 stopa i široki 9 stopa, od kojih je svaki veličine poluprikolica. Kada je Juno u orbiti, sustav u obliku slova Y, uvijek okrenut prema suncu, dat će oko 450 vata električne energije.
Sunčeva će svjetlost biti slabija 400 milijuna milja od sunca, ali Bolton je rekao da su inženjeri utvrdili da jest učinkovitije dizajnirati nove, najsuvremenije solarne nizove nego izgraditi novu nuklearnu elektranu izvor.
Junoni instrumenti
Zašto Jupiter?
Svi ovi pažljivi dizajni pomoći će Juno da zaviri ispod Jupiterovih oblaka kao nikada prije - otuda i njeno ime, po supruga (i sestra) rimskog boga, koja je mogla zaviriti ispod vela oblaka koje je Jupiter navukao sam.
Kada stigne do plinovitog diva 2016., Juno će napraviti 33 puta oko Jupiterovih polova, približavajući se sa sjevera i uranjajući ispod radijacijskih pojaseva, izlazeći s juga. Ova će orbita omogućiti Juno sigurno proučavanje duboke atmosfere planeta, gravitacijsko polje, magnetsko polje i polarnu magnetosferu.
Jedan od njegovih primarnih ciljeva je traženje kisika, kojeg bi trebalo biti u izobilju na planetu, iako su znanstvenici imali problema s pronalaženjem. Bolton je rekao da se vjerojatno nalazi ispod prugastih slojeva oblaka planeta, gdje je vezan u vodi. Junoin mikrovalni radiometar proučavat će obilje vode na planetu, što će dati informacije o teorijama kako se planet spojio iz oblaka prašine koji je također formirao sunce i ostatak sunca sustav.
Povijest našeg planeta, kako kaže Junoin znanstveni tim, živi u Jupiteru. Sve unutar Sunčevog sustava može stati unutar petog planeta, a onda i neki - drugi plinoviti divovi, svaki asteroid, komet, mjesečev let i planetezimal. Za razliku od Zemlje i drugih stjenovitih svjetova, nije se promijenio od svog rođenja, tako da služi kao vremenska kapsula za ostatak Sunčevog sustava, rekao je Bolton.
“Znamo da je Jupiter morao biti nevjerojatno važan, jer je najveći komad osim sunca. Mora da je nastala vrlo rano, ako ne i prva, i morala je diktirati uvjete i postaviti sve ostalo”, rekao je Bolton.
Jupiter je plijenio astronome otkako je Galileo prvi put vidio njegove mjesece 1610. godine. Znanstvenici sada znaju dosta o tome - djelomično zahvaljujući preletima sondi Pioneer, Voyager i Cassini, kao i dugotrajnom boravku sonde nazvane po g. Galileiu - ali mnoga pitanja ostaju. Sonda Galileo, koja je posjećivala Jovian sustav od 1995. do 2003., zaronila je u Jupiterovu atmosferu kako bi nanjušila njezin sadržaj i pronašla daleko manje vode nego što su znanstvenici očekivali. Mnogi istraživači sada vjeruju da je promatrao posebno suhu, plitku zonu; Juno je dizajniran da pronađe tu vodu uranjanjem mnogo dublje, oko 575 milja u Jupiterovu atmosferu.
Ostala mjerenja će odrediti ima li Jupiter jezgru od teških elemenata u središtu ili je u cijelosti napravljen od plina, rekao je Bolton. Ako ima stjenovitu jezgru, to znači da je nastala kasnije, nakon što se stijene skrutnule oko sunca; ako je sve plin, to bi moglo značiti da je planet nastao odmah nakon sunca, rekao je. Znanstvenici će također naučiti što uzrokuje Jupiterovo snažno magnetsko polje, najjače od svih planeta, proučavajući metalni vodik koji se kovitla duboko u njemu.
Kada Juno stigne do Jupitera, jurit će kroz svemir brzinom od 134.000 milja na sat, jedna od najbržih svemirskih letjelica ikada. Junoovo vrtoglavo kretanje olakšava kontrolu pri tim brzinama, rekao je Bolton. Nakon 33 orbite, Juno će uroniti u Jupiterovu atmosferu, vršeći mjerenja dok ne izgori poput meteora u gustim i uzburkanim oblacima.
"Ne možemo gledati na našu najraniju povijest gledajući sebe", rekao je Bolton. “Ono što pokušavamo učiniti je otkriti recept za planete. Pristup je započeti dobivanjem popisa sastojaka, a to je ono što nam Jupiter predstavlja.”
