For forskere og Jupiter-grupperinger (som mig selv) fandt den virkelige finale af fjerde juli lidt efter det officielle fyrværkeri. Mandag kl. 20:53 eksploderede PST, et rumfuld af NASA-forskere ved Jet Propulsion Lab i Pasadena, Californien, til jubel, efter at NASAs Juno-rumfartøj med succes kom ind i kredsløb omkring Jupiter. Den sejrende indrejse var længe kommet: vi har ventet næsten fem år på den næste chance for at komme tæt på og personlig med den største planet i vores solsystem.
Relateret indhold
- Juno vil til sidst gå op i flammer for at beskytte det teoretiske fremmedliv
- Næste stop: Jupiter
- Her er hvad der vil ske, når Juno bliver til Jupiter
- Juno er nu menneskehedens længstfløjte solcelledrevne håndværk
Juno er det niende rumfartøj, der ser Jupiter på tæt hold, men kun det andet, der nogensinde går i kredsløb omkring det. Den første var Galileo, der kredsede Jupiter fra 1995 til 2003. Siden da har vi lavet nogle gode observationer takket være Cassini og New Horizons - som begge havde Jupiter-flyve forbi - men Juno lover at give det mest intime kig ind i det fjerne - Fra Jovian-systemet endnu.
Junos primære videnskabelige mål er at studere Jupiters atmosfære og magnetosfære og at undersøge dens undvigende indre for bedre at forstå, hvordan gasgiganten oprindeligt dannede sig. Et af de største spørgsmål, som det håber at besvare: har Jupiter en kerne, og i bekræftende fald, hvad er den lavet af? Det er ikke tilfældigt, at sonden er opkaldt efter hustruen til den romerske gud Jupiter (kendt af grækerne henholdsvis Hera og Zeus). Juno gudinden kunne se gennem skyerne Jupiter drapede sig selv for at forhindre hende i at opdage hans rampe. NASAs Juno er i mellemtiden udstyret med instrumenter, der er designet til at trænge igennem Jupiters tykke skylag og afsløre verden nedenunder.
Lanceret i august 2011 rejste Juno-rumfartøjet i alt 1.740 millioner miles fra Jorden til Jupiter, løbede rundt om solen halvanden gang undervejs og fik en endelig gravitationshjælp fra Jorden i oktober 2013. Nu, næsten fem år senere, det har officielt nået sin endelige destination. På tidspunktet for sin ankomst flyvede Juno gennem solsystemet med over 150.000 miles i timen - hvilket gjorde det til en af de hurtigste menneskeskabte genstande nogensinde.
At bremse et rumfartøj nok til at slippe en præcis bane omkring Jupiter er ingen lille opgave. Jupiter orbital insertion (JOI) krævede, at Juno skulle udføre en række næsten perfekte autonome manøvrer over en periode på tre timer. Først roterede rumfartøjet på plads. Derefter fyrede den sin hovedmotor i 35 minutter, hvilket reducerede sin hastighed med over 1.200 miles i timen og lade den blive fanget af Jupiter i en 53, 5-dages bane.
At gøre tingene mere komplicerede - og meget mere nervepirrende, ifølge Principle Investigator Scott Bolton - var det faktum, at Juno var nødt til at vende sig væk fra solen og den solenergi, den leverer i JOI's varighed. Værre er det at dreje væk fra solen også betyde at dreje mod Jupiter, og mere specifikt, Jupiters ring - en farlig kilde til støvpartikler, der kunne have lukket Junos motor, havde det taget et direkte hit.
På toppen af alt dette arbejdede Juno med batteristrøm i størstedelen af processen - godt over halvanden time - mens alle i missionskontrol holdt vejret og ventede på hvert signal fra rumfartøjet, der betød, at alt var godt. Fra kl. 18:13, PST til 21:16 PST, skiftede Juno alle transmissioner til fra dens højforstærkningsantenne til dens mellem- og lavforstærkningsantenner, hvilket betyder, at den stoppede med at sende detaljerede data og i stedet kun kommunikerede i toner.
Nogle toner var med regelmæssige intervaller for at indikere "nominel status", mens andre var på specifikke frekvenser og varigheder for at signalisere starten eller slutningen af de programmerede begivenheder. Hver tone tog cirka 48 minutter at rejse de 540 millioner miles mellem Juno og Jorden i denne kritiske tid. ”Når vi får tonen (i slutningen af det 35 minutters JOI-brænde), der vil være musik for mine ører, fordi det betyder, at vi er nøjagtigt, hvor vi vil være, ” sagde Rick Nybakken, projektleder for Juno hos JPL, ved pressekonference mandag morgen.
I presserummet holdt både videnskabsmænd og journalister NASAs Deep Space Network, som visualiserede Junos transmissioner til NASAs Goldstone-antenne placeret i Mojave-ørkenen og forsikrede os om, at tingene gik i henhold til planen. På indsættelsen efter orbitale pressekonference talte Nybakken igen om disse toner: ”I aften i toner sang Juno for os, og det var en perfekt sang.”
Nu hvor Juno med succes har udført sine indsættelsesmanøvrer, afslutter den to 53, 5-dages bane og overgår derefter til en 14-dages bane, hvor den vil forblive, indtil dens mission afsluttes i februar 2018. I løbet af de to længere bane tester den alle instrumenterne ombord Juno, før de går i officiel videnskabsmodus for resten af missionen.
Efter at have zoomet direkte på planetgiganten, har Juno nu svingt Jupiter ind i en polær bane og bevæger sig væk fra den. Cirka 50 dage fra nu vil det begynde en anden tæt tilgang, som er, når de første detaljerede billeder skulle begynde at rulle ind. ”Vores officielle videnskabssamlingsfase begynder i oktober, men vi har fundet ud af en måde at indsamle data meget tidligere end det, ”sagde Bolton. ”Hvilket, når du taler om det største planetariske organ i solsystemet, er en rigtig god ting. Der er meget at se og gøre her. ”
Juno er en spændende mission for de første. Det er det fjerneste solcelledrevne rumfartøj, der er sendt fra Jorden, og det første, der opererer i det ydre solsystem (de andre har alle været atomdrevne). I Jupiters afstand fra solen får Junos solarrays kun 1/25 af det sollys, de ville modtage i Jorden kredsløb. For at kompensere for dette er hvert af rumfartøjets tre solpaneler 24 kvadratfod i området, hvilket giver Juno et "vingespænde" på mere end 65 fod og et fodaftryk tæt på størrelsen af en basketballbane.
Juno er også den første mission, der er designet til at overleve og operere i hjertet af Jupiters strålingsbælter, som bedst beskrives som Jordens Van Allen-bælter på steroider. Under hver bane vil Juno passere gennem de stærkeste strålingszoner ikke en gang men to gange og krydse inde i magnetosfæren for at få de data, den har brug for. For at sætte rumfartøjet og dets følsomme instrumenter i stand til at overleve dette barske miljø, er Juno den første mission at huse sine instrumenter i et titanium-strålehvelv. Uden denne essentielle afskærmning ville Juno modtage "strålingsækvivalenten til 100 millioner tandrøntgenbilleder hvert år", siger Heidi Becker, Juno Radiation Monitoring Investigation Lead.
Selv med titanhvelvet “vil de højeste energielektroner trænge igennem (barrieren) og skabe en spray af sekundære fotoner og partikler, ” forklarede Becker. ”Den konstante bombardement vil bryde atombindingerne i Junos elektronik” - derved Junos i sidste ende begrænsede missionstid. Men for nu nyder videnskabsfolk daggryet fra Junos ophold omkring Jupiter, da vi tager et andet skridt ned ad vejen Galileo Galilei startede os for mere end 400 år siden.
