Юнона (КА)

Юнона — автоматическая межпланетная станция, разрабатывавшаяся НАСА в рамках программы New Frontiers. 5 августа 2011 года НАСА запустило «Юнону» для исследования Юпитера. Целью миссии является выход аппарата на полярную орбиту газового гиганта, изучение магнитного поля планеты, а также проверка гипотезы о наличии у Юпитера твёрдого ядра. Кроме того, аппарат должен заняться исследованием атмосферы планеты — определением содержания в ней воды и аммиака, а также построением карты ветров. «Юнона» станет первым аппаратом на солнечных батареях, предназначенным для изучения весьма удалённого от Солнца Юпитера.

Подготовка миссии и полёт

В июне 2005 года миссия находилась в стадии предварительного проектирования. Строительством аппарата занималась компания Lockheed Martin Space Systems под управлением Лаборатории реактивного движения НАСА. Глава директората научных программ НАСА Алан Штерн в мае 2007 года заявил, что в 2008 финансовом году будут закончены фазы предварительного проектирования и достигнуто состояние готовности проекта к реализации.

В процессе работ время разработки некоторых компонентов «Юноны» было продлено по сравнению с запланированными сроками. Одной из причин задержки стало землетрясение в Центральной Италии в 2009 году, которое нанесло повреждения заводу, производившему компонент АМС.

Launch of Juno 2011.ogv
Запуск «Юноны»

Запуск произведён 5 августа 2011 года. Для запуска использована ракета-носитель Атлас-5 версии 551. Время полёта к Юпитеру составит 5,2 года. Дата выхода на орбиту — август 2016 года. Зонд планируется направить по вытянутой полярной орбите с периодом обращения около 11 суток, с максимальным приближением к планете менее 5000 км.

Основная миссия должна продлиться один год. В отличие от предыдущих аппаратов, исследовавших Юпитер и имевших радиоизотопные термогенераторы для обеспечения энергией, на «Юноне» будут стоять три особо эффективные солнечные батареи размером ? 2?9 м. Общая мощность вырабатываемой энергии — 400 Вт.

Испытания

13 марта 2011 года на испытательном стенде Lockheed Martin Space Systems «Юнона» успешно прошла двухнедельные температурные испытания в вакуумной камере.

Стоимость

На начальном этапе проектирования, в 2005 году, планировалось, что стоимость миссии не превысит 700 миллионов долларов США при условии, что пуск будет осуществлён не позднее 30 июня 2010 года. Однако, впоследствии сумма затрат была пересмотрена в большую сторону. В декабре 2008 года было заявлено, что учитывая инфляцию и перенос запуска на август 2011 года, общий бюджет миссии немного превысит 1 миллиард долларов.

Задачи и инструменты

Юнона на стадии конструирования. Тесты на вращательном стенде.

Структура атмосферы:

MWR — микроволновый радиометр; фиксирует излучение с длиной волны 1,3—50 сантиметров, состоит из шести отдельных радиометров; основная цель — исследование глубоких слоёв атмосферы Юпитера. MWR должен помочь ответить на вопрос о том, как формировался Юпитер, а также о том, насколько глубоко заходит циркуляция атмосферы, обнаруженная космическим аппаратом Галилео. Радиометр исследует количество аммиака и воды в атмосфере.

Juno spacecraft in VOA News.ogv
Видеорепортаж «Голоса Америки» о последних приготовлениях перед запуском космического аппарата. Рассказывается о миссии аппарата и об основных деталях конструкции

Магнитное поле:

Flux Gate Magnetometer Scalar Helium Magnetometer Advanced Stellar Compass — прибор для регистрации положения относительно магнитного поля планеты. Эти инструменты служат целям картирования магнитного поля и изучение динамики процессов в магнитосфере, а также определение трёхмерной структуры магнитосферы на полюсах Юпитера.

Программа для исследования магнитосферы на полюсах:

Jovian Aurora Distribution Experiment предназначен для исследования полярных сияний на Юпитере;

Energetic Particle Detector будет фиксировать распределение ионов водорода, гелия, кислорода, серы и др. на полюсах;

WAVES — спектрометр для исследования областей полярных сияний;

UV spectrograph — спектрограф ультрафиолетового излучения; будет фиксировать длину волны, положение и время для фотонов ультрафиолетового спектра; будет предоставлять спектрограмму ультрафиолетового излучения из областей полярного сияния.

Внутренняя структура:

Gravity Science Experiment — путём измерения гравитационного поля, построить карту распределения масс на Юпитере.

Съёмка поверхности:

JunoCam — трёхцветная видеокамера, единственная на зонде.

Солнечные панели

«Юнона» является первой миссией к Юпитеру, использующей солнечные панели вместо радиоизотопных термоэлектрических генераторов. Находясь на орбите Юпитера, «Юнона» будет получать всего 4 % от того солнечного света, который аппарат мог бы получать на Земле, однако улучшения в технологии изготовления и эффективности панелей в течение последних десятилетий смогли позволить использовать солнечные панели приемлемых размеров на расстоянии в 5 а.е. от Солнца.

«Юнона» использует три симметрично расположенных массива солнечных панелей. Каждый из этих массивов составляет 2,7 метра в ширину и 8,9 метров в длину. Один из массивов немного уже других, его ширина составляет 2,091 метров, что сделано для облегчения складывания панелей при старте. Общая площадь всех панелей — 60 квадратных метров. Если бы панели использовались на Земле, они бы производили 12—14 киловатт энергии. На орбите Юпитера мощность составит всего 486 ватт, при этом со временем она уменьшится до 420 ватт из-за воздействия радиации. Солнечные панели будут находиться под солнечным светом практически в течение всей миссии.

На борту также находятся два литий-ионных аккумулятора, которые будут питать аппарат во время прохождения в тени. Аккумуляторы будут заряжаться, когда доступны излишки энергии.

Фигурки LEGO и табличка Галлилея

Фигурки LEGO

На борту космического аппарата находится табличка, посвященная Галилео Галилею. Табличка была представлена Итальянским космическим агентством, её размер состовляет 7,1 на 5,1 сантиметров, а вес — 6 грамм. На табличке изображен сам Галилей, а также надпись, сделанная им в январе 1610 года, когда он впервые наблюдал объекты, которые впоследствии стали известны как Галилеевы спутники.

Также на борту находятся три фигурки LEGO — Галилея, римского бога Юпитера и его жены Юноны. В римской мифологии Юпитер окутал себя покровом облаков, чтобы скрыть свои проступки. Юнона же наблюдала его с горы Олимп поверх облаков и могла понять истинную сущность Юпитера. Фигурка Юноны держит в руках увеличительное стекло, как символ поиска истины, а Юпитер — молнию.

Хотя все фигурки LEGO производятся из пластмассы, эти фигурки были сделаны из алюминия, чтобы выдержать экстремальные условия во время полёта.