NASAs Juno-mission udvider sig ind i fremtiden

NASA har godkendt en missionsudvidelse for sit Juno-rumfartøj, der udforsker Jupiter. Agenturets fjerneste planetariske kredsløb vil nu fortsætte sin undersøgelse af solsystemets største planet frem til september 2025, eller indtil rumfartøjets afslutning. Denne udvidelse pålægger Juno at blive en opdagelsesrejsende af det fulde jovianske system – Jupiter og dets ringe og måner – med flere rendezvous planlagt for tre af Jupiters mest spændende galilæiske måner:Ganymedes, Europa, og Io.

"Siden dens første kredsløb i 2016, Juno har leveret den ene åbenbaring efter den anden om denne enorme gasgigants indre virke, " sagde hovedefterforsker Scott Bolton fra Southwest Research Institute i San Antonio. "Med den udvidede mission, vi vil besvare grundlæggende spørgsmål, der opstod under Junos primære mission, mens vi nåede ud over planeten for at udforske Jupiters ringsystem og galileiske satellitter."

Foreslået i 2003 og lanceret i 2011, Juno ankom til Jupiter den 4. juli, 2016. Den primære mission vil blive afsluttet i juli 2021. Den udvidede mission involverer 42 yderligere baner, herunder tætte gennemløb af Jupiters nordpolære cykloner; Ganymedes forbiflyvninger, Europa, og Io; samt den første omfattende udforskning af de svage ringe, der omkranser planeten.

"Ved at udvide de videnskabelige mål for dette vigtige kredsløbsobservatorium, Juno-teamet vil begynde at tackle en bredde af videnskab, der historisk kræves af flagskibe, " sagde Lori Glaze, divisionsdirektør for planetarisk videnskab ved NASAs hovedkvarter i Washington. "Dette repræsenterer et effektivt og innovativt fremskridt for NASAs strategi for udforskning af solsystemet."

De data, Juno indsamler, vil bidrage til målene for den næste generation af missioner til det jovianske system - NASA's Europa Clipper og ESA (European Space Agency) JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) mission. Junos undersøgelse af Jupiters vulkanske måne Io adresserer mange videnskabelige mål identificeret af National Academy of Sciences for en fremtidig Io-opdagelsesmission.

Den udvidede missions videnskabelige kampagner vil udvide på opdagelser Juno allerede har gjort om Jupiters indre struktur, indre magnetfelt, atmosfære (inklusive polære cykloner, dyb atmosfære, og nordlys), og magnetosfæren.

"Med denne udvidelse, Juno bliver sin egen opfølgende mission, " sagde Steve Levin, Juno-projektforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien. "Nær observationer af pælen, radiookkultationer" - en fjernmålingsteknik til at måle egenskaber af en planetatmosfære eller ringsystemer - "satellitflugter, og fokuserede magnetfeltstudier kombineres for at skabe en ny mission, det næste logiske skridt i vores udforskning af det jovianske system."

Jupiters gådefulde store blå plet, en isoleret plet af intenst magnetfelt nær planetens ækvator, vil være målet for en magnetisk undersøgelse med høj rumlig opløsning under seks forbiflyvninger tidligt i den udvidede mission. Efterhånden som Junos bane udvikler sig, flere forbiflyvninger af månerne Ganymedes (2), Europa (3), og Io (11) er planlagt, samt flere passager gennem Jupiters spinkle ringe.

Juno vil også flyve gennem Europa og Io tori - ringformede skyer af ioner - ved flere lejligheder, karakterisering af strålingsmiljøet i nærheden af ​​disse satellitter for bedre at forberede Europa Clipper- og JUICE-missionerne til optimering af observationsstrategier og planlægning, videnskabelige prioriteter, og missionsdesign. Den udvidede mission tilføjer også planetarisk geologi og ringdynamik til Junos omfattende liste over videnskabelige undersøgelser.

En bane i udvikling

Den naturlige udvikling af Junos kredsløb omkring gasgiganten giver det væld af nye videnskabelige muligheder, som den udvidede mission udnytter. Hvert videnskabspas sender det soldrevne rumfartøj til at zoome lavt over Jupiters skytoppe, indsamler data fra et unikt udsigtspunkt, som intet andet rumfartøj har haft glæde af.

Det punkt under hver bane, hvor Juno kommer tættest på planeten, kaldes perijove (eller PJ). I løbet af missionen, Junos perijover er migreret nordpå, dramatisk forbedret opløsning over den nordlige halvkugle. Designet af den udvidede mission udnytter den fortsatte nordgående migration af disse perijover til at skærpe dets syn på de mange cykloner, der omkranser nordpolen, mens de inkorporerer ring- og galilæiske månefly forbi.

"Missionsdesignerne har gjort et fantastisk stykke arbejde med at lave en udvidet mission, der sparer missionens mest værdifulde ressource ombord - brændstof, sagde Ed Hirst, Juno-projektlederen hos JPL. "Gravity assists fra flere satellit-bybys styrer vores rumfartøj gennem det jovianske system, mens de giver et væld af videnskabelige muligheder." Satellit forbiflyvningerne reducerer også Junos omløbsperiode, hvilket øger det samlede antal videnskabelige baner, der kan opnås."

Satellitmøderne begynder med et fly forbi Ganymedes i lav højde den 7. juni, 2021 (PJ34), hvilket reducerer omløbsperioden fra omkring 53 dage til 43 dage. Den forbiflyvning skaber en tæt forbiflyvning af Europa den 29. september, 2022 (PJ45), reducere omløbsperioden yderligere til 38 dage. Et par tætte Io forbiflyvninger, den 30. december, 2023 (PJ57), og 3. feb. 2024 (PJ58), kombineres for at reducere omløbsperioden til 33 dage.