Svemirska sonda Juno

Početkom jula, svemirska sonda Juno uspešno je ušla u orbitu oko Jupitera gde će tokom narednih dvadeset meseci otkriti brojne tajne najveće planete našeg sistema

Petu planetu od Sunca često nazivaju „čudovištem” našeg sistema. Gasoviti džin Jupiter nije primamljiv naučnicima samo zato što je najveći među planetama Sunčevog sistema, nego i zbog njegovih ostalih ekstremnih karakteristika bilo da su hemijske ili elektromagnetne prirode. Zbog tog interesovanja naučne zajednice, tokom poslednjih četrdeset godina čovečanstvo je poslalo ka Jupiteru osam istraživačkih letelica, svaku sa ciljem produbljivanja naših znanja o ovoj specifičnoj planeti. Ipak, pored sveg truda i saznanja, ovaj kolos među planetama i dalje krije brojne tajne. Kao jedan od najsvetlijih primera istrajnosti ljudske radoznalosti, poslata je i deveta istraživačka misija ka Jupiteru – Džuno (eng. Juno). Pomalo čudi da je tek deveta sonda ka velikom Jupiteru nazvana po Junoni, njegovoj ženi iz rimske mitologije. Ljubitelji mitologije iz NASA koji su planirali ovu misiju vrednu 1,1 milijardu dolara vole da objašnjavaju kako je tek sada bilo prikladno da se sondi dodeli to ime, jer je Junona bila jedina koja je mogla da vidi Jupitera kroz oblake u kojima se krio. Jedan od razloga zašto o samom Jupiteru znamo tako malo je njegova gusta atmosfera koja je do sada sprečavala da se sazna više o unutrašnjosti planete. Zahvaljujući misiji Džuno, sve to će uskoro da se promeni.

Galileo

Davne 1609. godine Galileo Galiej saznao je da je Hans Liperhej, nemački optičar koji je radio u Holandiji, pokušao da patentira teleskop, uređaj za gledanje u daljinu. Mesec dana kasnije Galileo je sam napravio svoj prvi teleskop i nastavio da ga unapređuje sve dok nije postigao uvećanje od trideset puta. Zašto? Zato što nije planirao da gleda u stvari koje su daleko na Zemlji. Ne, Galilej će svoj teleskop usmeriti ka zvezdama.

U januaru 1610. godine Galilej je usmerio svoj teleskop ka Jupiteru, četvrtom najsvetlijem objektu na nebu (iza Sunca, Meseca i Venere) kog su prvi put uočili vavilonski astronomi u sedmom veku pre nove ere. Galilej je otkrio četiri „zvezde” koje se prilično pravilno kreću u ravni Jupitera. Detaljnijim posmatranjem otkrio je da su u pitanju meseci koji se kreću oko velike planete što je bio prvi dokaz da geocentrični modeli svemira, kao Aristotelov i Ptolomejev, ne mogu biti ispravni. Tokom vekova istraživanja biće otkriveno da Jupiter ima bar 67 meseca. Četiri najveća koja je Galilej prvi uočio kolokvijalno se nazivaju Galilejskim mesecima. Dok je Galilej dao imena Jupiterovim mesecima po svom meceni, Kosmou Medičiju i njegovoj braći, među naučnicima su se odomaćila imena koja im je dao Simon Marius, nemački astronom koji je posmatrao Jupiter u približno isto vreme kada i Galilej, ali nije objavio rezultate svojih istraživanja do 1614. godine. Iako je ime Jupiter iz rimske mitologije, Marius je izabrao imena bića iz grčke mitologije sa kojima je Jupiterov pandan Zevs imao ljubavne veze – Ganimed, Kalisto, Io i Evropa. Najveći među njima, Ganimed, veći je od planete Merkur.

Pola veka kasnije, Đovani Kasini koristi mnogo jači teleskop i po prvi put primećuje karakteristične pege i trake u atmosferi Jupitera kao i diferencijalnu rotaciju atmosfere. Deceniju zatim, uočavanje vremenskog odstupanja od očekivanog kretanja meseca koristi se za procenu brzine svetlosti. Godine 1932. Rupert Vilt vrši spektrografsko snimanje Jupitera i uočava opsege apsorpcije karakteristične za amonijak i metan. Dvadeset tri godine kasnije Kenet Frenklin i Bernard Burk posmatraju Jupiter radioteleskopom i otkrivaju da planeta odašilje tri specifične vrste radio signala koji su uzrokovani interakcijom meseca Io sa Jupiterovom magnetosferom, ciklotronskom radijacijom elektrona ubrzanih u magnetnom polju u regionu Jupiterovog ekvatora i termalna radijacija usled vreline atmosfere ove planete.

Misije

Jupiter je najposećenija od svih planeta u Sunčevom sistemu, jer od 1973. godine i sonde Pioneer 10 do Juno, ovih dana najveću planetu našeg sistema posetilo je ukupno devet letelica. To su još Pioneer 11, Voyager 1 i 2, Galileo, Ulyses, Cassini-Huygens i New Horizons. Iako je svaka misija povećavala saznanja o Jupiteru i uz brojne odgovore postavljala nova pitanja, verovatno najznačajnija misija bila je Galileo, jer ta letelica nije samo prošla pored Jupitera, već je ostala u njegovoj orbiti od 1995. do 2003. godine. Pored svih prikupljenih podataka Galileo ipak nije prišao dovoljno blizu Jupiteru. Njegove visoke orbite bile su planirane na takav način da sonda tokom sedam meseci obiđe sva četiri Galilejeva meseca, ali i da ne prilazi preblizu Jupiterovim radijacionim pojasima. Da bi se dovoljno približilo Jupiteru radi detaljnijeg posmatranja, bio je neophodan specijalan pristup.

Razlog za specijalni pristup su radijacioni pojasi Jupitera koji se pružaju oko planete poput džinovske krofne i koji nastaju kao rezultat interakcije magnetnog polja planete i sunčevog vetra. Ovi pojasevi pružaju se oko sedam miliona kilometara u pravcu ka Suncu i sve do Saturnove orbite (više od 4 astronomske jedinice) u pravcu od Sunca. Da bi neka letelica mogla da priđe Jupiteru na „samo” dve do četiri hiljade kilometara bez straha da će mu radijacioni pojas spržiti svu elektroniku, mora da mu priđe na specifičan način – kroz polarne regione gde je radijacija najslabija, snimi oblake Jupitera iz „neposredne blizine” i zatim se udalji kroz drugi polarni region.

Junona

Misija Juno (Džuno ili Junona) zvanično je započela u avgustu 2011. godine kada je ova letelica lansirana raketom Atlas V 551. Nakon ubrzanja Zemljinom gravitacijom na 150.000 km/h, Juno je konačno krenula ka Jupiteru u oktobru 2013. godine. Sama sonda je dizajnirana na osetno drugačiji način u odnosu na prethodne posetioce Jupitera. Ovo je prva letelica ove vrste koja nema radioizotopski generator struje nego koristi solarnu energiju. U orbiti Jupitera, koji je na 5,2 astronomske jedinice od Sunca, njena tri solarna jedra dužine devet metara sa svojih 18,700 solarnih ćelija primaju dvadeset pet puta manje sunčeve energije nego što je to slučaj na Zemlji i proizvode samo 450 vati struje. Ipak, to je više nego dovoljno za funkciju njene naučne opreme (pogledajte izdvojeni deo).

Verovatno najrizičniji period misije odigrao se u noći između četvrtog i petog jula ove godine, kada je sonda ušla u Jupiterovu orbitu. Naime, iako nisu vidljivi kao kod Saturna, i Jupiter ima prstenove čiji materijal je mogao da ošteti sondu. Ipak, sastanak Jupitera i Junone obavljen je uspešno i bez nezgoda što je impresivan poduhvat, jer je sve moralo da se obavi automatizovano, pošto se za povratnu informaciju sa sonde na Zemlji čeka 48 minuta. Svaka od prve dve orbite sonde oko Jupitera, takozvane „orbite za hvatanje”, trajaće nešto duže od pedeset tri dana i u trenutku dok čitate ove redove u toku je druga ovakva orbita. Devetnaestog oktobra Juno će obaviti novu korekciju kursa i zauzeti bližu orbitu za naučno posmatranje Jupitera. Trajanje ovih užih orbita biće samo četrnaest dana i ako sve pođe po planu, Junona će posmatrati Jupiter tokom trideset sedam takvih orbita u sledećih dvadeset meseci. U februaru 2018. godine Juno će, kao i Galileo pre nje, biti planski spušten iz orbite u Jupiter.

Šta sve Junona treba da uradi za to vreme? Primarni ciljevi sonde su istraživanje Jupiterovog gravitacionog polja, magnetnog polja, hemijskog sastava i kretanja unutar atmosfere. Jupiter je dvesta puta teži od svih ostalih planeta u Sunčevom sistemu zajedno i kao kod Sunca, 95% njegove mase čine vodonik i helijum. Ipak, još uvek nije definisano da li je Jupiter nastao skupljanjem gasnog oblaka ili se prvo formiralo teško, „kameno” jezgro koje je zatim privlačilo sav materijal, koji je formirao planetu. Merenjem oscilacija u gravitaciji Jupitera odrediće se da li ima jezgro i kakav je njegov sastav što će ukazati kako se ova, najverovatnije prva planeta u našem sistemu, formirala. Analiziranje atmosfere Jupitera (pre svega odnosa, lokalizacije i kretanja amonijaka i vode) daće nam dodatne odgovore o samoj unutrašnjosti planete o kojoj znamo tako malo. Na kraju, izučavanje spektakularnih Jupiterovih aurora otkriće nam koje čestice su tačno odgovorne za koji njen segment, od delova oboda za koje se gotovo sigurno zna da potiču od interakcija sa česticama iz vulkana sa meseca Io do potpuno neočekivanih i nejasnih centralnih delova.

• • •

Kao kod mnogih misija koje su ovoliko kompleksne, prikupljeni rezultati biće od neizmerne važnosti, bilo da potvrde postojeća očekivanja ili nas, kao što je u slučaju centralnog segmenta aurore, nateraju da redefinišemo naše postojeće modele i nauku iza njih. Sledećih dvadeset meseci Junona će viriti unutar vela oblaka kojima se Jupiter obavio i sakrio od nas. Tradicionalno, sve što saznamo tokom ove misije pomoći će sledećim koracima u istraživanju Jupitera i razumevanju svemira uopšte. Sledeća velika misija ka džinu Solarnog sistema biće ESA JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer) koja poleće 2022. godine i osam godina kasnije stiže na svoj cilj i favorit ljubitelja naučne fantastike – ledom okovani mesec Evropa.

Dragan KOSOVAC