Автоматическая межпланетная станция Juno (Юнона) продолжит изучать Юпитер

В июне 2019 г. руководство NASA приняло решение продлить еще на три года работу космического аппарата Juno на околоюпитерианской орбите, на которой он находится с 5 июля 2016 г., то есть уже более трех лет. Изначально планировалось, что этот аппарат будет исследовать самую большую планету Солнечной системы на протяжении одного земного года, сделав за это время 26 витков вокруг нее (период обращения Juno по рабочей орбите должен был составить 14 суток). Однако в итоге из-за проблем с главной двигательной установкой он остался на переходной орбите с периодом 53,5 дня. Поэтому инженеры группы сопровождения сразу подняли вопрос о продлении миссии.

При каждом прохождении перийовия (ближайшей к Юпитеру точки орбиты) Juno погружается в наиболее плотную часть радиационных поясов планеты и испытывает множество столкновений с высокоэнергетическими частицами, содержащимися в них и повреждающими его электронные компоненты. Именно этим фактором главным образом ограничивается «живучесть» зонда. Его самой ненадежной «деталью» считается широкоугольная цветная камера JunoCam — предполагалось, что она выдержит не больше десяти сближений с газовым гигантом. В итоге она выдержала уже 16 и, судя по качеству передаваемых изображений, до сих пор находится в хорошем техническом состоянии. Но даже после ее отказа космический аппарат продолжит изучать Юпитер с помощью остальных своих научных приборов.

Juno – уже второй автоматический разведчик, вышедший на орбиту вокруг самой большой планеты (первым был американский аппарат Galileo, работавший в окрестностях Юпитера в 1995-2003 гг.). Особенность его миссии заключается в том, что его орбитальная плоскость перпендикулярна юпитерианскому экватору, поэтому зонду доступны ранее почти не наблюдавшиеся приполярные области, где уже обнаружены весьма необычные структуры – например, стабильные кольца атмосферных вихрей. С другой стороны, аппарат не имеет возможности сближаться со спутниками планеты и фотографирует их только
издалека.

Недавно Juno зарегистрировал и детально исследовал «волновые цепочки» (wave trains) — необычные структуры в атмосфере Юпитера, впервые сфотографированные в 1979 г. зондами Voyager. Они представляют собой большие массы газа, вовлеченные в колебательное движение вместе с аэрозольными частицами в верхних слоях облаков, что наблюдается в виде последовательности огромных волн. Большинство таких «цепочек» замечено вблизи экватора планеты.

С помощью JunoCam удалось разрешить отдельные гребни волн и измерить расстояния между ними с недоступной ранее точностью. Эти исследования предоставили планетологам очень ценную информацию о динамике юпитерианской атмосферы и ее структуре в областях под «цепочками». По словам одного из сотрудников группы сопровождения Juno Гленна Ортона из Лаборатории реактивного движения NASA (Glenn Orton, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California), самые короткие последовательности состоят всего из двух волн, самые длинные — из нескольких десятков. Расстояние между соседними гребнями в них может колебаться от 65 до 1200 км. По протяженности тени на одном из снимков ученые смогли оценить высоту одной волны, достигающую 10 км.

Чаще всего «цепочки» представляют собой протяженные структуры, вытянутые в направлении с востока на запад, с гребнями волн, перпендикулярными направлению вытянутости. Однако иногда волны оказываются наклоненными к оси «цепочки» под небольшим углом, а некоторые из них следуют заметно изогнутыми путями. Отмечена их связь с другими атмосферными образованиями – вихрями или джетами (мощными газовыми потоками), хотя часть «цепочек», похоже, существует изолированно. Местами они выглядят сходящимися, а кое-где даже перекрываются – возможно, в таких случаях мы просто наблюдаем волновые возмущения на разных высотах.

Анализ полученных данных продолжается, однако уже можно сказать, что большинство замеченных волн, похоже, представляет собой гравитационные атмосферные возмущения – колебания вдоль вертикальной оси, возникающие над какой-то преградой в газовом потоке (на Земле такой преградой, например, может стать восходящий поток в грозовом облаке или при обтекании горного массива), недоступной «зрению» JunoCam. Специалисты надеются разобраться в причинах появления таких колебаний с помощью компьютерного моделирования.

Напомним, что камера JunoCam установлена на космическом аппарате в основном с общеобразовательными целями, хотя ее снимки также помогают сотрудникам группы сопровождения «привязать» результаты измерений других приборов зонда к конкретному участку Юпитера. Данные, получаемые камерой, доступны на сайте миссии для скачивания и последующей обработки всеми желающими. Именно изображения, обработанные «гражданскими учеными», стали настоящим украшением фотографий Juno.