Год Юпитера
Этот год оказался весьма богат на космические новости от космических первопроходцев. Плутон, Харон, Церера - за истекшие четверть века мы впервые увидели большие новые миры и конечно хотелось бы, чтобы праздник на улице всех тех, кому интересно узнать что-то новое о Солнечной системе продолжался и дальше. Однако все хорошее имеет свойство заканчиваться, или по крайней мере приостанавливаться. И сегодня я расскажу про последнюю в этом десятилетии большую космическую миссию, которая может преподнести сюрпризы в изучении внешней части Солнечной системы.
Станция «Юнона» стартовала с космодрома на мысе Канаверал 5 августа 2011 года, после чего отправилась в свое пятилетнее путешествие к крупнейшей планете Солнечной системы по пути произведя несколько гравитационных маневров у Земли. Данная миссия знаменательна тем, что впервые в качестве источника питания у запущенного на такое дальнее расстояние аппарата используется не радиоизотопный термоэлектрический генератор, а солнечные батареи.
«Юнона» во время подготовки к запуску
На это NASA пришлось пойти не из-за хорошей жизни - из-за бюрократических проволочек которые тянутся уже больше десятилетия, агентство никак не может добиться от американских властей возобновления производства Плутония-238, который используется в ритэгах устанавливаемых на дальних космических миссиях. Имеющихся сейчас в распоряжении агентства пригодных для использования запасов Плутония-238 хватит лишь на несколько аппаратов - и практически все они забиты под будущие марсианские миссии.
К счастью, несмотря на то, что окрестности Юпитера получают в 25 раз меньше солнечного света, чем Земля, развитие технологии позволило создать солнечные батареи которые смогли бы обеспечить аппарату необходимую для работы энергию - во многом именно благодаря этому «Юнона» все же получила зеленый свет. Общий вес установленных на станции трех солнечных батарей составляет 340 килограмм (при общем весе станции в 3600 килограмм), а площадь их поверхности 60 квадратных метров. По расчетам, когда 4 июля 2016 года аппарат прибудет к Юпитер, они смогут генерировать 486 ватт.
Панель солнечной батареи «Юноны» в раcкрытом состоянии
Основные цели «Юноны» заключаются в изучении магнитного поля планеты, составлении ее гравитационной карты и карты ветров, изучении распределения воды в атмосфере и исследовании ее внутреннего строения. В частности, ожидается что «Юнона» поможет ответить вопрос о том, есть ли у Юпитера твердое ядро.
После прибытия к Юпитеру, «Юнона» совершит маневр, который переведет ее на весьма вытянутую полярную орбиту: Аппарат будет проходить на расстоянии всего 4300 километров от кромки облаков планеты и сможет впервые в истории заснять полярные регионы - вполне возможно, там будет обнаружен аналог шестиугольника Сатурна или что-то в подобном плане. Пролетев над полюсами, «Юнона» затем будет удаляться от планеты на весьма большое расстояние - дальше чем орбита Каллисто. Всего согласно пересмотренному полетному плану, за время своей работы «Юнона» совершит 32 витка вокруг Юпитера, каждый из которых продлится 14 дней.
Аппарат предназначен только для изучения Юпитера - увы, но его путь будет пролегать слишком далеко от галилеевских спутников планеты, чтобы можно было заниматься их наблюдениями. Насколько я знаю, «Юнона» даже не будет пытаться делать их фотографии.
Интересно, что изначально, аппарат должен был совершить 30 витков вокруг Юпитера каждый из которых длился бы 11 дней. Однако не так давно инженеры переиграли этот план, решив удлинить орбиту, чтобы иметь дополнительное время на случай всяких ЧП. А то, что ЧП будут, можно практические не сомневаться - Юпитер обладает самой мощной магнитосферой среди всех планет Солнечной системы, которую некогда уже успели испытать на себе «Пионеры» и «Галилео». Из-за радиации, аппараты неоднократно теряли собранные данные, их приборы барахлили, отказывали и генерировали ложные команды.
Разумеется, при создании «Юноны» опыт предшественников был учтен (электроника аппарата помещена в титановый куб с толщиной стенок один сантиметр, а орбита подобрана таким образом, чтобы как можно скорее проходить радиационные пояса), однако с радиацией как известно шутки плохи. В частности, ее воздействие приведет к постепенной деградации солнечных батарей аппарата, а что касается имеющейся на борту «Юноны» камеры, то ожидается что она выйдет из строя уже через 8 витков вокруг Юпитера. Так что миссия явно будет куда более напряженной, чем «Кассини» и «Новые горизонты».
Техническое устройство «Юноны»
Всего срок службы «Юноны» рассчитан на 20 месяцев работы. Мы уже привыкли, что космические миссии как правило продлеваются и в итоге намного перекрывают срок своей номинальной службы, но учитывая экстремальные условия в которых придется работать аппарату, тут скорее хочется надеяться на то, чтобы он смог отработать свою научную программу. Хотя конечно как знать, тот же MESSENGER не раз удивлял всех своей безупречной работой в весьма сложных условиях, может и тут повторится такая же ситуация?
Помимо научных инструментов станции также доставит к газовому гиганту три фигурки Lego изображающие Галилея, Юпитер и Юнону
Как бы то ни было, по окончании миссии, аппарат разделит судьбу «Галилео», будет направлен на Юпитер и сгорит в его атмосфере. Таким образом ученые хотят избежать даже гипотетической вероятности что когда-нибудь «Юнона» столкнется с одной из ледяных лун планеты и занесет на них земные микроорганизмы.
Несмотря на то, что станции еще 11 месяцев полета до Юпитера, меня честно говоря уже охватывает небольшая грусть: получается что в течении примерно года и Юпитер и Сатурн будут иметь по исследующему их аппарату. Однако в 2017 году миссии «Юнона» и «Кассини» будут прекращены, и в течении следующего десятилетия в этой дальней Солнечной системе не останется ни одного функционального космического аппарата. Что касается покидающих Солнечную систему зондов, то батареи «Вояджеров» сядут к 2025 году, «Новые горизонты» протянут примерно до 2025 - 2030 года.
Находящаяся на борту «Юноны» памятная табличка посвященная Галилео Галилею
На то, чтобы спроектировать, получить финансирование, построить, запустить и дождаться прибытия космического аппарата к цели (я имею в виду дальние миссии) требуются десятилетия. В настоящее время существует лишь два новых проекта отправки космических аппаратов за пределы Марса - европейский JUICE и американский Europa Clipper оба из которых опять же отправятся к Юпитеру. Даже если оба получат все необходимое финансирование и стартуют в намеченный срок, их прибытие к цели состоится не раньше 2030 года. То же самое можно сказать и про концепты других миссий, скажем по исследованию Титана.
Концепт миссии JUICE
Конечно, NASA и ESA не единственные на Земле космические агентства (хотя лишь у NASA есть опыт полетов в дальнюю Солнечную систему), но даже если тот же Китай завтра объявит о планах отправить станцию в дальний уголок Солнечной системы, то опять же, на это уйдет куча времени. Единственный способ относительно быстро забраться за орбиту Марса - это пролетная миссия, в ходе которой аппарат летит от Земли по прямой, в течении нескольких дней просто пролетает планету и летит дальше в бесконечность. В этом случае до того же Юпитера можно добраться всего за два года - однако и научная ценность такой миссии намного меньше, чем долговременной. Но в любом случае, в настоящее время ни к одному из газовых гигантов не планируется никаких пролетных миссий, так что и говорить тут не о чем.
Так что следует радоваться тому, что у нас сейчас есть возможность наблюдать в прямом эфире долговременные исследования космическими аппаратами внешней части Солнечной системы, которых мы скорее всего будем лишены в течении 2020-х годов. Космические миссии по изучению Солнечной системы этого десятилетия лет будут носить более прикладной характер - нас ждут исследования Солнца, Луны, астероидов и Марса, включая я надеюсь и пилотируемые полеты за пределы земной орбиты. Я не собираюсь говорить, что эти миссии чем-то недостойны и их бы стоило поотменять в пользу скажем запуска аппарата к Нептуну, вовсе нет. Просто мне конечно хотелось бы, чтобы космические исследования охватывали бы все регионы Солнечной системы без таких вот многолетних перерывов. Но к сожалению, далеко не всегда все происходит так, как нам хочется.
Станция «Юнона» стартовала с космодрома на мысе Канаверал 5 августа 2011 года, после чего отправилась в свое пятилетнее путешествие к крупнейшей планете Солнечной системы по пути произведя несколько гравитационных маневров у Земли. Данная миссия знаменательна тем, что впервые в качестве источника питания у запущенного на такое дальнее расстояние аппарата используется не радиоизотопный термоэлектрический генератор, а солнечные батареи.
«Юнона» во время подготовки к запуску
На это NASA пришлось пойти не из-за хорошей жизни - из-за бюрократических проволочек которые тянутся уже больше десятилетия, агентство никак не может добиться от американских властей возобновления производства Плутония-238, который используется в ритэгах устанавливаемых на дальних космических миссиях. Имеющихся сейчас в распоряжении агентства пригодных для использования запасов Плутония-238 хватит лишь на несколько аппаратов - и практически все они забиты под будущие марсианские миссии.
К счастью, несмотря на то, что окрестности Юпитера получают в 25 раз меньше солнечного света, чем Земля, развитие технологии позволило создать солнечные батареи которые смогли бы обеспечить аппарату необходимую для работы энергию - во многом именно благодаря этому «Юнона» все же получила зеленый свет. Общий вес установленных на станции трех солнечных батарей составляет 340 килограмм (при общем весе станции в 3600 килограмм), а площадь их поверхности 60 квадратных метров. По расчетам, когда 4 июля 2016 года аппарат прибудет к Юпитер, они смогут генерировать 486 ватт.
Панель солнечной батареи «Юноны» в раcкрытом состоянии
Основные цели «Юноны» заключаются в изучении магнитного поля планеты, составлении ее гравитационной карты и карты ветров, изучении распределения воды в атмосфере и исследовании ее внутреннего строения. В частности, ожидается что «Юнона» поможет ответить вопрос о том, есть ли у Юпитера твердое ядро.
После прибытия к Юпитеру, «Юнона» совершит маневр, который переведет ее на весьма вытянутую полярную орбиту: Аппарат будет проходить на расстоянии всего 4300 километров от кромки облаков планеты и сможет впервые в истории заснять полярные регионы - вполне возможно, там будет обнаружен аналог шестиугольника Сатурна или что-то в подобном плане. Пролетев над полюсами, «Юнона» затем будет удаляться от планеты на весьма большое расстояние - дальше чем орбита Каллисто. Всего согласно пересмотренному полетному плану, за время своей работы «Юнона» совершит 32 витка вокруг Юпитера, каждый из которых продлится 14 дней.
Аппарат предназначен только для изучения Юпитера - увы, но его путь будет пролегать слишком далеко от галилеевских спутников планеты, чтобы можно было заниматься их наблюдениями. Насколько я знаю, «Юнона» даже не будет пытаться делать их фотографии.
Click to viewИнтересно, что изначально, аппарат должен был совершить 30 витков вокруг Юпитера каждый из которых длился бы 11 дней. Однако не так давно инженеры переиграли этот план, решив удлинить орбиту, чтобы иметь дополнительное время на случай всяких ЧП. А то, что ЧП будут, можно практические не сомневаться - Юпитер обладает самой мощной магнитосферой среди всех планет Солнечной системы, которую некогда уже успели испытать на себе «Пионеры» и «Галилео». Из-за радиации, аппараты неоднократно теряли собранные данные, их приборы барахлили, отказывали и генерировали ложные команды.
Разумеется, при создании «Юноны» опыт предшественников был учтен (электроника аппарата помещена в титановый куб с толщиной стенок один сантиметр, а орбита подобрана таким образом, чтобы как можно скорее проходить радиационные пояса), однако с радиацией как известно шутки плохи. В частности, ее воздействие приведет к постепенной деградации солнечных батарей аппарата, а что касается имеющейся на борту «Юноны» камеры, то ожидается что она выйдет из строя уже через 8 витков вокруг Юпитера. Так что миссия явно будет куда более напряженной, чем «Кассини» и «Новые горизонты».
Техническое устройство «Юноны»
Всего срок службы «Юноны» рассчитан на 20 месяцев работы. Мы уже привыкли, что космические миссии как правило продлеваются и в итоге намного перекрывают срок своей номинальной службы, но учитывая экстремальные условия в которых придется работать аппарату, тут скорее хочется надеяться на то, чтобы он смог отработать свою научную программу. Хотя конечно как знать, тот же MESSENGER не раз удивлял всех своей безупречной работой в весьма сложных условиях, может и тут повторится такая же ситуация?
Помимо научных инструментов станции также доставит к газовому гиганту три фигурки Lego изображающие Галилея, Юпитер и Юнону
Как бы то ни было, по окончании миссии, аппарат разделит судьбу «Галилео», будет направлен на Юпитер и сгорит в его атмосфере. Таким образом ученые хотят избежать даже гипотетической вероятности что когда-нибудь «Юнона» столкнется с одной из ледяных лун планеты и занесет на них земные микроорганизмы.
Несмотря на то, что станции еще 11 месяцев полета до Юпитера, меня честно говоря уже охватывает небольшая грусть: получается что в течении примерно года и Юпитер и Сатурн будут иметь по исследующему их аппарату. Однако в 2017 году миссии «Юнона» и «Кассини» будут прекращены, и в течении следующего десятилетия в этой дальней Солнечной системе не останется ни одного функционального космического аппарата. Что касается покидающих Солнечную систему зондов, то батареи «Вояджеров» сядут к 2025 году, «Новые горизонты» протянут примерно до 2025 - 2030 года.
Находящаяся на борту «Юноны» памятная табличка посвященная Галилео Галилею
На то, чтобы спроектировать, получить финансирование, построить, запустить и дождаться прибытия космического аппарата к цели (я имею в виду дальние миссии) требуются десятилетия. В настоящее время существует лишь два новых проекта отправки космических аппаратов за пределы Марса - европейский JUICE и американский Europa Clipper оба из которых опять же отправятся к Юпитеру. Даже если оба получат все необходимое финансирование и стартуют в намеченный срок, их прибытие к цели состоится не раньше 2030 года. То же самое можно сказать и про концепты других миссий, скажем по исследованию Титана.
Концепт миссии JUICE
Конечно, NASA и ESA не единственные на Земле космические агентства (хотя лишь у NASA есть опыт полетов в дальнюю Солнечную систему), но даже если тот же Китай завтра объявит о планах отправить станцию в дальний уголок Солнечной системы, то опять же, на это уйдет куча времени. Единственный способ относительно быстро забраться за орбиту Марса - это пролетная миссия, в ходе которой аппарат летит от Земли по прямой, в течении нескольких дней просто пролетает планету и летит дальше в бесконечность. В этом случае до того же Юпитера можно добраться всего за два года - однако и научная ценность такой миссии намного меньше, чем долговременной. Но в любом случае, в настоящее время ни к одному из газовых гигантов не планируется никаких пролетных миссий, так что и говорить тут не о чем.
Так что следует радоваться тому, что у нас сейчас есть возможность наблюдать в прямом эфире долговременные исследования космическими аппаратами внешней части Солнечной системы, которых мы скорее всего будем лишены в течении 2020-х годов. Космические миссии по изучению Солнечной системы этого десятилетия лет будут носить более прикладной характер - нас ждут исследования Солнца, Луны, астероидов и Марса, включая я надеюсь и пилотируемые полеты за пределы земной орбиты. Я не собираюсь говорить, что эти миссии чем-то недостойны и их бы стоило поотменять в пользу скажем запуска аппарата к Нептуну, вовсе нет. Просто мне конечно хотелось бы, чтобы космические исследования охватывали бы все регионы Солнечной системы без таких вот многолетних перерывов. Но к сожалению, далеко не всегда все происходит так, как нам хочется.