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Ondas (Juno)

Componentes de las ondas
Datos de las ondas mientras Juno cruza el arco de choque joviano (junio de 2016)
Datos de ondas: Juno entra en la magnetopausa (junio de 2016)
Waves se está instalando en la nave espacial Juno
Aurora de Júpiter ; el punto brillante en el extremo izquierdo es el final de la línea de campo hacia Ío; los puntos en la parte inferior conducen a Ganímedes y Europa . Captada por el telescopio espacial Hubble desde la órbita terrestre en ultravioleta, representó una forma de estudiar la aurora de Júpiter, que también será estudiada por el instrumento Waves desde la órbita, detectando ondas de radio y plasma in situ
La trayectoria de la nave espacial Ulises a través de la magnetosfera de Júpiter en 1992 muestra la ubicación del arco de choque joviano.
Esta ilustración muestra cómo se cree que la magnetosfera joviana interactúa con el viento solar entrante (flechas amarillas).
La observación de rayos X de Júpiter realizada por Chandra (AXAF) sorprendió a todos a principios del milenio cuando su alta resolución angular mostró que los rayos X jovianos provenían de los polos.

Waves es un experimento en la nave espacial Juno para estudiar ondas de radio y plasma . [1] [2] Es parte de una colección de varios tipos de instrumentos y experimentos en la nave espacial; Waves está orientado a comprender los campos y partículas en la magnetosfera de Júpiter. [2] Waves está a bordo de la nave espacial no tripulada Juno , que se lanzó en 2011 y llegó a Júpiter en el verano de 2016. [1] El principal foco de estudio de Waves es la magnetosfera de Júpiter , que si pudiera verse desde la Tierra sería aproximadamente el doble del tamaño de una luna llena. [3] La magnetosfera tiene forma de lágrima, y ​​esa cola se extiende lejos del Sol al menos 5 UA (distancias Tierra-Sol). [3] El instrumento Waves está diseñado para ayudar a comprender la interacción entre la atmósfera de Júpiter, su campo magnético, su magnetosfera y para comprender las auroras de Júpiter. [4] Está diseñado para detectar frecuencias de radio desde 50 Hz hasta 40.000.000 Hz (40 MHz), [5] y campos magnéticos desde 50 Hz hasta 20.000 Hz (20 kHz). [6] Tiene dos sensores principales: una antena dipolo y una bobina de búsqueda magnética . [6] La antena dipolo tiene dos antenas de látigo que se extienden 2,8 metros (110 pulgadas/9,1 pies) y están unidas al cuerpo principal de la nave espacial. [6] [7] Este sensor ha sido comparado con una antena de TV de oreja de conejo . [8] La bobina de búsqueda es en general una varilla de Mu-metal de 15 cm (6 pulgadas) de longitud con un fino alambre de cobre enrollado 10.000 veces alrededor de ella. [6] También hay dos receptores de frecuencia que cubren ciertas bandas. [6] El manejo de datos se realiza mediante dos sistemas endurecidos por radiación en un chip . [6] Las unidades de manejo de datos se encuentran dentro de la Bóveda de Radiación Juno . [9] A Waves se le asignan 410 Mbits de datos por órbita científica. [9]

El 24 de junio de 2016, el instrumento Waves registró el paso de Juno a través de la zona de choque del campo magnético de Júpiter. [3] La nave espacial no tripulada tardó unas dos horas en cruzar esta región del espacio. [3] El 25 de junio de 2016, se topó con la magnetopausa . [3] Juno entraría en la órbita de Júpiter en julio de 2016. [3] La magnetosfera bloquea las partículas cargadas del viento solar, y la cantidad de partículas de viento solar que encontró Juno se redujo 100 veces cuando entró en la magnetosfera joviana. [3] Antes de que Juno entrara en ella, se encontraba con unas 16 partículas de viento solar por pulgada cúbica de espacio. [3]

Hay varias otras antenas en Juno , incluidas las antenas de comunicaciones y la antena del radiómetro de microondas . [9]

Otros dos instrumentos ayudan a entender la magnetosfera de Júpiter , el Experimento de Distribuciones Aurorales Jovianas (JIRAM) y el Magnetómetro (MAG) . [10] El instrumento JEDI mide iones y electrones de mayor energía y JADE los de menor energía; son complementarios. [10] Otro objeto de estudio es el plasma generado por el vulcanismo en la luna Ío y las ondas deberían ayudar a entender ese fenómeno. [6]

Un objetivo principal de la misión Juno es explorar la magnetosfera polar de Júpiter. Si bien Ulysses alcanzó brevemente latitudes de ~48 grados, esto se produjo a distancias relativamente grandes de Júpiter (~8,6 RJ). Por lo tanto, la magnetosfera polar de Júpiter es un territorio en gran parte inexplorado y, en particular, la región de aceleración auroral nunca ha sido visitada. ...

—  Una investigación de ondas para la misión Juno a Júpiter [11]

Un problema que surgió en 2002 fue cuando el Observatorio de rayos X Chandra determinó con su alta resolución angular que los rayos X provenían de los polos de Júpiter. [12] El Observatorio Einstein y el ROSAT de Alemania observaron previamente rayos X de Júpiter. [12] Los nuevos resultados de Chandra, que tomó las observaciones durante diciembre de 2000, mostraron rayos X provenientes del polo norte magnético, pero no las auroras. [12] Aproximadamente cada 45 minutos Júpiter envía un pulso de rayos X de varios gigavatios , y esto está sincronizado con una emisión en radio de 1 a 200 kHz. [12] El orbitador Júpiter Galileo y el orbitador solar Ulysses captaron las emisiones de radio cada 45 minutos. [12] Las emisiones de radio fueron descubiertas antes de los rayos X (han sido detectadas desde la década de 1950), e incluso hay un proyecto de astronomía ciudadana organizado por la NASA llamado Radio Jove para que cualquiera pueda escuchar las señales de radio de Júpiter. [13] [14] La radiación de radio kilométrica no se detectó hasta los sobrevuelos de Júpiter de la Voyager a finales de los años 1970. [14] Dos candidatos para la fuente de los rayos X son partículas de viento solar y partículas de Ío . [12]

Waves se desarrolló en la Universidad de Iowa y el experimento está dirigido por un científico investigador allí. [8]

Sensores

Hay dos sensores principales para Waves, y estos envían señales de campo a los receptores de frecuencia. [6] Ambos sensores están unidos al cuerpo principal de la nave espacial. [6]

El MSC está hecho de una varilla de Mu-metal (una aleación ferromagnética de níquel y hierro) envuelta en un fino alambre de cobre . [6]

Receptor de frecuencia

Hay dos receptores de frecuencia que cubren cada uno ciertas bandas, una banda alta y una banda baja, que a su vez tienen diferentes secciones de recepción. [6] Los receptores están alojados en la Bóveda de Radiación Juno junto con otros dispositivos electrónicos. [9]

Desglose: [6]

Todas las salidas se envían a la Unidad de Procesamiento de Datos (DPU) [6]

Unidad de procesamiento de datos (DPU)

La salida de los receptores de frecuencia es procesada a su vez por la DPU Juno . [6] La DPU tiene dos microprocesadores que utilizan matrices de puertas programables en campo; ambos son diseños de sistema en chip . [6] Los dos chips: [6]

La DPU envía datos a la computadora principal de Juno para comunicarse con la Tierra. [6] Los componentes electrónicos se encuentran en la Bóveda de Radiación de Juno junto con los receptores. [9]

Multimedia

Waves ha detectado emisiones de radio procedentes de las auroras de Júpiter, las más potentes conocidas en el Sistema Solar hasta la fecha. [15]

Este vídeo con sonido traduce la frecuencia de radio en ondas sonoras e incluye una infografía de esos sonidos mientras se reproducen. El vídeo se creó con datos registrados por el instrumento Waves

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Greicius, Tony (13 de marzo de 2015). «Juno Spacecraft and Instruments». NASA . Consultado el 4 de enero de 2017 .
  2. ^ ab Brown, Geoff (30 de junio de 2016). «Juno y JEDI de la NASA se preparan para desvelar los misterios de Júpiter». The Hub . Consultado el 4 de enero de 2017 .
  3. ^ abcdefgh Greicius, Tony (29 de junio de 2016). «La sonda espacial Juno de la NASA entra en el campo magnético de Júpiter». NASA . Consultado el 5 de enero de 2017 .
  4. ^ "Instrumentos de Juno | Misión Juno". Misión Juno . Consultado el 5 de enero de 2017 .
  5. ^ Sampl, M.; Oswald, T.; Rucker, HO; Karlsson, R.; Plettemeier, D.; Kurth, WS (noviembre de 2011). "Primeros resultados de las investigaciones de antenas JUNO/Waves". Conferencia de Antenas y Propagación de Loughborough de 2011. págs. 1–4. doi :10.1109/LAPC.2011.6114038. ISBN 978-1-4577-1016-2.S2CID21869123  .​
  6. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab "La investigación de las ondas de Juno" (PDF) . Consultado el 12 de noviembre de 2022 .
  7. ^ "Encuentro con Júpiter". 29 de junio de 2016.
  8. ^ ab "Juno y su instrumento construido por la Universidad de Iowa, a punto de llegar a Júpiter | The Gazette". The Gazette . Consultado el 8 de febrero de 2017 .
  9. ^ abcde "Requisitos clave y de conducción para el conjunto de instrumentos de carga útil Juno" (PDF) . Consultado el 12 de noviembre de 2022 .
  10. ^ ab "Comunicado de prensa: Juno y JEDI de la NASA: listos para desvelar los misterios de Júpiter". Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins. 29 de junio de 2016. Archivado desde el original el 24 de marzo de 2017. Consultado el 12 de noviembre de 2022 .
  11. ^ Kurth, et al - Una investigación de ondas para la misión Juno a Júpiter - 2008
  12. ^ abcdef "Rayos X desconcertantes de Júpiter | Dirección de Misiones Científicas". science.nasa.gov . Consultado el 8 de febrero de 2017 .
  13. ^ Sky and Telescope - El Proyecto Radio Jove: Escuchando a Júpiter - 2013
  14. ^ de John W. McAnally (2007). Júpiter: y cómo observarlo. Springer Science & Business Media. pág. 82. ISBN 978-1-84628-727-5.
  15. ^ "Juno envía imágenes increíbles de Júpiter | Ciencia planetaria, exploración espacial | Sci-News.com". Últimas noticias científicas | Sci-News.com . Consultado el 24 de enero de 2018 .

Enlaces externos