La misión de Juno es medir la composición, el campo gravitacional , el campo magnético y la magnetosfera polar de Júpiter . También buscará pistas sobre cómo se formó el planeta, incluyendo si tiene un núcleo rocoso, la cantidad de agua presente en la atmósfera profunda, la distribución de su masa y sus vientos profundos, que pueden alcanzar velocidades de hasta 620 km/h (390 mph). [9]
Juno es la segunda nave espacial que orbita Júpiter, después del orbitador Galileo de propulsión nuclear , que estuvo en órbita entre 1995 y 2003. [8] A diferencia de todas las naves espaciales anteriores enviadas a los planetas exteriores, [8] Juno funciona con paneles solares , comúnmente utilizados por los satélites. orbitando la Tierra y trabajando en el Sistema Solar interior , mientras que los generadores termoeléctricos de radioisótopos se utilizan comúnmente para misiones al Sistema Solar exterior y más allá. Para Juno , sin embargo, las tres alas de paneles solares más grandes jamás desplegadas en una sonda planetaria (en el momento del lanzamiento) desempeñan un papel integral en la estabilización de la nave espacial, así como en la generación de energía. [10]
Nombrar
El nombre de Juno proviene de la mitología griega y romana . El dios Júpiter se cubrió con un velo de nubes para ocultar sus travesuras, y su esposa, la diosa Juno , pudo mirar a través de las nubes y revelar la verdadera naturaleza de Júpiter.
— NASA [11]
Una compilación de la NASA de nombres y acrónimos de misiones referidos a la misión por el contranombre Júpiter Near-polar Orbiter . [12] Sin embargo, el proyecto en sí lo ha descrito consistentemente como un nombre con asociaciones mitológicas [13] y no como un acrónimo. El nombre actual de la nave espacial hace referencia a la diosa romana Juno . [11] A Juno a veces se le llama New Frontiers 2 como la segunda misión del programa New Frontiers, [14] [15] pero no debe confundirse con New Horizons 2 , una misión New Frontiers propuesta pero no seleccionada.
Descripción general
Animación de la trayectoria de Juno del 5 de agosto de 2011. Juno ·Tierra ·Marte ·Júpiter
Juno fue seleccionada el 9 de junio de 2005 como la próxima misión de New Frontiers después de New Horizons . [16] El deseo de una sonda a Júpiter era fuerte en los años anteriores a esto, pero no había ninguna misión aprobada. [17] [18] El Programa Discovery había pasado por alto la propuesta algo similar pero más limitada de Estructura Interior y Evolución Dinámica Interna de Júpiter (DENTRO de Júpiter), [18] y la era de principios de siglo Europa Orbiter fue cancelada en 2002. [17] La misión insignia del sistema Europa Júpiter estaba en proceso a principios de la década de 2000, pero los problemas de financiación hicieron que evolucionara hasta convertirse en el Explorador de lunas heladas de Júpiter de la ESA . [19]
Juno completó un crucero de cinco años a Júpiter y llegó el 5 de julio de 2016. [7] La nave espacial viajó una distancia total de aproximadamente 2,8 × 10 9 km (19 AU; 1,7 × 10 9 millas) para llegar a Júpiter. [20] La nave espacial fue diseñada para orbitar Júpiter 37 veces durante el transcurso de su misión. Originalmente se planeó que esto tomaría 20 meses. [4] [5]^^
La trayectoria de Juno utilizó un aumento de velocidad asistido por la gravedad desde la Tierra, logrado mediante un sobrevuelo a la Tierra en octubre de 2013, dos años después de su lanzamiento el 5 de agosto de 2011. [21] La nave espacial realizó una inserción en órbita para ralentizarla lo suficiente como para permitir la captura. . Se esperaba que realizara tres órbitas de 53 días antes de realizar otra combustión el 11 de diciembre de 2016, que lo llevaría a una órbita polar de 14 días llamada Órbita Científica. Debido a un presunto problema en el motor principal de Juno , el encendido programado para el 11 de diciembre de 2016 fue cancelado y Juno permaneció en su órbita de 53 días hasta el primer encuentro con Ganímedes de su Misión Extendida. [22] Esta misión extendida comenzó con un sobrevuelo de Ganímedes el 7 de junio de 2021. [23] [24] Los sobrevuelos posteriores a Europa y luego a Io reducirán aún más el período orbital a 33 días para febrero de 2024. [25]
Durante la misión científica, instrumentos infrarrojos y de microondas medirán la radiación térmica que emana desde lo más profundo de la atmósfera de Júpiter . Estas observaciones complementarán estudios previos sobre su composición al evaluar la abundancia y distribución de agua y, por tanto, de oxígeno. Estos datos proporcionarán información sobre los orígenes de Júpiter. Juno también investigará la convección que impulsa los patrones de circulación natural en la atmósfera de Júpiter. Otros instrumentos a bordo de Juno recopilarán datos sobre su campo gravitacional y su magnetosfera polar . Se planeó que la misión Juno concluyera en febrero de 2018 después de completar 37 órbitas de Júpiter, pero ahora se ha encargado hasta 2025 para realizar 42 órbitas adicionales de Júpiter, así como sobrevuelos cercanos de Ganímedes, Europa e Io. [26] La sonda estaba destinada a ser desorbitada y quemada en la atmósfera exterior de Júpiter [4] [5] para evitar cualquier posibilidad de impacto y contaminación biológica de una de sus lunas. [27]
trayectoria de vuelo
Juno a la espera de su lanzamiento en 2011
Lanzamiento
Juno se lanzó sobre un Atlas V ( configuración 551 ) en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral (CCAFS), Florida , el 5 de agosto de 2011 a las 16:25:00 UTC. El Atlas V (AV-029) utilizaba un motor principal RD-180 de fabricación rusa, propulsado por queroseno y oxígeno líquido . El motor principal se encendió y se sometió a revisión; luego, 3,8 segundos después, se encendieron los cinco propulsores de cohetes sólidos (SRB) sujetos con correa. Después del agotamiento del SRB, aproximadamente a los 93 segundos de vuelo, dos de los propulsores gastados se cayeron del vehículo, seguidos 1,5 segundos después por los tres restantes. Cuando los niveles de calentamiento cayeron por debajo de los límites predeterminados, el carenado de carga útil que protegió a Juno durante el lanzamiento y el tránsito a través de la parte más espesa de la atmósfera se separó, aproximadamente a los 3 minutos y 24 segundos de vuelo. El motor principal del Atlas V se apagó 4 minutos y 26 segundos después del despegue. Dieciséis segundos más tarde, la segunda etapa Centaur se encendió y ardió durante unos 6 minutos, poniendo el satélite en una órbita de estacionamiento inicial . [28] El vehículo se deslizó durante unos 30 minutos, y luego el Centaur se volvió a encender para un segundo disparo de 9 minutos, colocando la nave espacial en una trayectoria de escape de la Tierra en una órbita heliocéntrica . [28]
Antes de la separación, la etapa Centaur utilizaba motores de reacción a bordo para hacer girar a Juno hasta 1,4 rpm . Aproximadamente 54 minutos después del lanzamiento, la nave espacial se separó del Centaur y comenzó a extender sus paneles solares . [28] Tras el despliegue completo y el bloqueo de los paneles solares, las baterías de Juno comenzaron a recargarse. El despliegue de los paneles solares redujo la velocidad de giro de Juno en dos tercios. La sonda gira para garantizar la estabilidad durante el viaje y para que todos los instrumentos de la sonda puedan observar Júpiter. [27] [29]
El viaje a Júpiter duró cinco años e incluyó dos maniobras orbitales en agosto y septiembre de 2012 y un sobrevuelo de la Tierra el 9 de octubre de 2013. [30] [31] Cuando llegó al sistema joviano , Juno había recorrido aproximadamente 19 unidades astronómicas. (2,8 mil millones de kilómetros). [32]
Atlas V en la plataforma de lanzamiento
Despegar
Vídeo de lanzamiento
Sobrevuelo de la Tierra
Después de viajar durante aproximadamente un año en una órbita heliocéntrica elíptica , Juno encendió su motor dos veces en 2012 cerca del afelio (más allá de la órbita de Marte ) para cambiar su órbita y volver a pasar por la Tierra a una distancia de 559 kilómetros en octubre de 2013 . 30] Utilizó la gravedad de la Tierra para ayudarse a lanzarse hacia el sistema joviano en una maniobra llamada asistencia gravitatoria . [34] La nave espacial recibió un aumento de velocidad de más de 3,9 km/s (8.700 mph) y se puso en rumbo a Júpiter. [34] [35] [36] El sobrevuelo también se utilizó como ensayo para que el equipo científico de Juno probara algunos instrumentos y practicara ciertos procedimientos antes de la llegada a Júpiter. [34] [37]
Inserción en la órbita joviana
La gravedad de Júpiter aceleró la nave espacial que se acercaba a unos 210.000 km/h (130.000 mph). [38] El 5 de julio de 2016, entre las 03:18 y las 03:53 UTC, hora de recepción en la Tierra , una quemadura de inserción que duró 2102 segundos desaceleró a Juno en 542 m/s (1780 pies/s) [39] y cambió su trayectoria de un sobrevuelo hiperbólico a una órbita polar elíptica con un período de aproximadamente 53,5 días. [40] La nave espacial entró con éxito en la órbita joviana el 5 de julio de 2016, a las 03:53 UTC. [3]
Órbita y medio ambiente
La órbita elíptica de Juno y los cinturones de radiación jovianos
La órbita polar inicial altamente elíptica de Juno lo lleva a 4.200 km (2.600 millas) del planeta y hasta 8,1 × 10 6 km (5,0 × 10 6 millas), mucho más allá de la órbita de Calisto . Se planeó una quemadura para reducir la excentricidad , llamada maniobra de reducción de período, que dejaría la sonda en una órbita científica mucho más corta de 14 días. [41] Originalmente, se esperaba que Juno completara 37 órbitas durante 20 meses antes del final de su misión. Debido a problemas con las válvulas de helio que son importantes durante el encendido del motor principal, los administradores de la misión anunciaron el 17 de febrero de 2017 que Juno permanecería en su órbita original de 53 días, ya que la posibilidad de que un fallo del motor pusiera a la nave espacial en una mala órbita era demasiado alto. [22] Juno completó solo 12 órbitas científicas antes del final de su plan de misión presupuestado, que finaliza en julio de 2018. [42] En junio de 2018, la NASA extendió la misión hasta julio de 2021, como se describe a continuación.^^
Las órbitas se planificaron cuidadosamente para minimizar el contacto con los densos cinturones de radiación de Júpiter , que pueden dañar la electrónica de las naves espaciales y los paneles solares, aprovechando un hueco en la envoltura de radiación cerca del planeta, pasando a través de una región de radiación mínima. [8] [43] La " Bóveda de Radiación de Juno ", con paredes de titanio de 1 centímetro de espesor (tres veces más gruesas que las del cuerpo de la nave espacial Galileo ), también ayuda a proteger la electrónica de Juno al reducir la radiación entrante en un factor de 800. [44] A pesar de la intensa radiación, se espera que JunoCam y el Mapeador de Auroras Infrarrojas Jovian (JIRAM) soporten al menos ocho órbitas, mientras que el Radiómetro de Microondas (MWR) debería soportar al menos once órbitas. [45] Aunque el flujo de electrones cerca de Júpiter es aproximadamente diez veces mayor que alrededor de Europa, la luna de Júpiter [46] , Juno seguirá recibiendo una dosis total de radiación más baja en su órbita polar (20 mrad hasta el final de la misión). [47] que el orbitador Galileo recibido en su órbita ecuatorial. Los subsistemas de Galileo resultaron dañados por la radiación durante su misión, incluido un LED en su sistema de registro de datos. [48]
Operaciones orbitales
Animación de la trayectoria de Juno alrededor de Júpiter desde el 1 de junio de 2016 hasta el 25 de octubre de 2025. Juno ·JúpiterGanímedes , fotografiado el 7 de junio de 2021 por Juno durante su misión extendida
La nave espacial completó su primer sobrevuelo de Júpiter ( perijove 1) el 26 de agosto de 2016 y capturó las primeras imágenes del polo norte del planeta. [49]
El 14 de octubre de 2016, días antes del perijove 2 y de la maniobra de reducción de período planificada, la telemetría mostró que algunas de las válvulas de helio de Juno no se abrían correctamente. [50] El 18 de octubre de 2016, unas 13 horas antes de su segundo acercamiento a Júpiter, Juno entró en modo seguro , un modo operativo que se activa cuando su computadora a bordo encuentra condiciones inesperadas. La nave espacial apagó todos los sistemas no críticos y se reorientó para mirar al Sol y reunir la mayor cantidad de energía. Debido a esto, no se realizaron operaciones científicas durante el perijove 2. [51]
El 11 de diciembre de 2016, la nave espacial completó el perijove 3, con todos los instrumentos menos uno funcionando y devolviendo datos. Un instrumento, JIRAM, estaba apagado en espera de una actualización del software de vuelo. [52] El Perijove 4 ocurrió el 2 de febrero de 2017, con todos los instrumentos en funcionamiento. [22] El Perijove 5 ocurrió el 27 de marzo de 2017. [53] El Perijove 6 tuvo lugar el 19 de mayo de 2017. [53] [54]
Aunque la vida útil de la misión está intrínsecamente limitada por la exposición a la radiación, se planeó que casi toda esta dosis se adquiriera durante los perijoves. A partir de 2017 [actualizar], se planeó mantener la órbita de 53,4 días hasta julio de 2018 para un total de doce perijoves de recolección de ciencia. Al final de esta misión principal, se planeó que el proyecto pasara por un proceso de revisión científica por parte de la División de Ciencias Planetarias de la NASA para determinar si recibirá fondos para una misión extendida. [22]
En junio de 2018, la NASA amplió el plan de operaciones de la misión hasta julio de 2021. [55]
En enero de 2021, la NASA extendió las operaciones de la misión hasta septiembre de 2025. [56] En esta fase, Juno comenzó a examinar las lunas interiores de Júpiter, Ganímedes , Europa e Io. Un sobrevuelo de Ganímedes se produjo el 7 de junio de 2021 a las 17:35 UTC , a 1.038 km (645 millas), lo más cerca que ha estado una nave espacial de la luna desde Galileo en 2000. [23] [24] [57] Un sobrevuelo de Europa tuvo lugar el 29 de septiembre de 2022, a una distancia de 352 km (219 millas). [58] [59] Juno realizó dos sobrevuelos de Io el 30 de diciembre de 2023 y el 3 de febrero de 2024, recopilando datos de observación sobre la actividad volcánica. A partir de abril de 2024, Juno comenzará una serie de experimentos para aprender más sobre la forma y estructura interior de Júpiter. [60]
Desorbitación y desintegración planificadas
La NASA originalmente planeó desorbitar la nave espacial hacia la atmósfera de Júpiter después de completar 32 órbitas de Júpiter, pero desde entonces ha extendido la misión hasta septiembre de 2025. [61] [56] La desorbitación controlada tiene como objetivo eliminar los desechos espaciales y los riesgos de contaminación de acuerdo con con las directrices de protección planetaria de la NASA . [62] [63] [64]
Juno se propuso originalmente a un costo de aproximadamente 700 millones de dólares (año fiscal 2003) para su lanzamiento en junio de 2009 (equivalente a 1159 millones de dólares en 2023). Las restricciones presupuestarias de la NASA provocaron un aplazamiento hasta agosto de 2011 y un lanzamiento a bordo de un cohete Atlas V en la configuración 551 . En 2019, [actualizar]se proyectaba que la misión costaría 1.460 millones de dólares en operaciones y análisis de datos hasta 2022. [67]
Objetivos científicos
Júpiter fotografiado utilizando el instrumento VISIR del VLT . Estas observaciones informarán el trabajo que realizará Juno . [68]
El conjunto de instrumentos científicos de la nave espacial Juno : [69]
Determinar la proporción de oxígeno a hidrógeno , midiendo efectivamente la abundancia de agua en Júpiter, lo que ayudará a distinguir entre las teorías predominantes que vinculan la formación de Júpiter con el Sistema Solar.
Obtener una mejor estimación de la masa del núcleo de Júpiter, que también ayudará a distinguir entre las teorías predominantes que vinculan la formación de Júpiter con el Sistema Solar.
Mapee con precisión el campo gravitacional de Júpiter para evaluar la distribución de masa en el interior de Júpiter, incluidas las propiedades de su estructura y dinámica.
Mapee con precisión el campo magnético de Júpiter para evaluar el origen y la estructura del campo, y la profundidad a la que se crea el campo magnético del planeta. Este experimento también ayudará a los científicos a comprender la física fundamental de la teoría de la dinamo .
Mapee la variación en la composición atmosférica, la temperatura, la estructura, la opacidad de las nubes y la dinámica a presiones muy superiores a 100 bar (10 MPa; 1500 psi) en todas las latitudes.
Caracterizar y explorar la estructura tridimensional de la magnetosfera polar y las auroras de Júpiter . [69]
Mida el arrastre del marco orbital , conocido también como precesión Lense-Thirring causada por el momento angular de Júpiter, [70] [71] y posiblemente una nueva prueba de los efectos de la relatividad general relacionados con la rotación joviana. [72]
Instrumentos cientificos
Los objetivos científicos de la misión Juno se logran con una carga útil de nueve instrumentos a bordo de la nave espacial: [73] [74] [75] [76] [77]
Radiómetro de microondas (MWR)
Radiómetro de microondas
El radiómetro de microondas consta de seis antenas montadas en dos de los lados del cuerpo de la sonda. Realizarán mediciones de ondas electromagnéticas en frecuencias en el rango de las microondas : 600 MHz , 1,2, 2,4, 4,8, 9,6 y 22 GHz, las únicas frecuencias de microondas que son capaces de atravesar la espesa atmósfera joviana. El radiómetro medirá la abundancia de agua y amoníaco en las capas profundas de la atmósfera hasta una presión de 200 bar (20 MPa; 2900 psi) o 500 a 600 km (310 a 370 millas) de profundidad. La combinación de diferentes longitudes de onda y el ángulo de emisión debería permitir obtener un perfil de temperatura en distintos niveles de la atmósfera. Los datos recopilados determinarán qué tan profunda es la circulación atmosférica. [78] [79] El MWR está diseñado para funcionar a través de la órbita 11 de Júpiter. [80] (Investigador principal: Mike Janssen, Laboratorio de Propulsión a Chorro )
Mapeador de auroras infrarrojas jovianas (JIRAM)
Mapeador de auroras infrarrojas jovianas
El espectrómetro mapeador JIRAM, que opera en el infrarrojo cercano (entre 2 y 5 μm), realiza estudios en las capas superiores de la atmósfera a una profundidad de entre 50 y 70 km (31 y 43 millas), donde la presión alcanza de 5 a 7 bar. (500 a 700 kPa). JIRAM proporcionará imágenes de la aurora en una longitud de onda de 3,4 μm en regiones con abundantes iones H 3 + . Midiendo el calor irradiado por la atmósfera de Júpiter, JIRAM puede determinar cómo fluyen las nubes con agua debajo de la superficie. También puede detectar metano , vapor de agua , amoníaco y fosfina . No era necesario que este dispositivo cumpliera los requisitos de resistencia a la radiación. [81] [82] [83] Se espera que el instrumento JIRAM opere a través de la octava órbita de Júpiter. [80] (Investigador principal: Alberto Adriani, Instituto Nacional Italiano de Astrofísica )
El espejo de compensación de giro de JIRAM está atascado desde PJ44, pero el instrumento está operativo. [84]
Magnetómetro (MAG)
REVISTA
La investigación del campo magnético tiene tres objetivos: mapear el campo magnético, determinar la dinámica del interior de Júpiter y determinar la estructura tridimensional de la magnetosfera polar. El experimento del magnetómetro consta del Magnetómetro de Puerta de Flujo ( FGM ), que observará la fuerza y dirección de las líneas del campo magnético, y la Brújula Estelar Avanzada ( ASC ), que monitoreará la orientación de los sensores del magnetómetro. [75] (Investigador principal: Jack Connerney, Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA )
Ciencia de la gravedad (GS)
Ciencia de la gravedad
El objetivo de medir la gravedad mediante ondas de radio es establecer un mapa de la distribución de masa dentro de Júpiter. La distribución desigual de la masa en Júpiter induce pequeñas variaciones en la gravedad a lo largo de la órbita que sigue la sonda cuando se acerca a la superficie del planeta. Estas variaciones de la gravedad provocan pequeños cambios en la velocidad de la sonda. El objetivo de la radiociencia es detectar el efecto Doppler en las emisiones de radio emitidas por Juno hacia la Tierra en banda Ka y banda X , que son rangos de frecuencia que permiten realizar el estudio con menos perturbaciones relacionadas con el viento solar o la ionosfera de Júpiter. . [85] [86] [74] (Investigador principal: John Anderson, Jet Propulsion Laboratory ; Investigador principal (Traductor de banda Ka de Juno): Luciano Iess, Universidad Sapienza de Roma )
Experimento de Distribuciones de las Auroras Jovianas (JADE)
JADE
El detector de partículas energéticas JADE medirá la distribución angular, la energía y el vector velocidad de iones y electrones de baja energía (iones entre 13 eV y 20 KeV, electrones de 200 eV a 40 KeV) presentes en la aurora de Júpiter. En JADE, al igual que JEDI, los analizadores de electrones están instalados en tres lados de la placa superior, lo que permite una medición de frecuencia tres veces mayor. [74] [87] (Investigador principal: David McComas , Southwest Research Institute )
Instrumento detector de partículas energéticas jovianas (JEDI)
jedi
El detector de partículas energéticas JEDI medirá la distribución angular y el vector de velocidad de iones y electrones de alta energía (iones entre 20 keV y 1 MeV, electrones de 40 a 500 keV) presentes en la magnetosfera polar de Júpiter. JEDI tiene tres sensores idénticos dedicados al estudio de iones particulares de hidrógeno , helio , oxígeno y azufre . [74] [88] (Investigador principal: Barry Mauk, Laboratorio de Física Aplicada )
Sensor de Ondas de Radio y Plasma (Ondas)
Sensor de ondas de radio y plasma
Este instrumento identificará las regiones de corrientes aurorales que definen las emisiones de radio jovianas y la aceleración de las partículas aurorales midiendo los espectros de radio y plasma en la región auroral. También observará las interacciones entre la atmósfera y la magnetosfera de Júpiter . El instrumento consta de dos antenas que detectan ondas de radio y plasma. [75] (Investigador principal: William Kurth, Universidad de Iowa )
Espectrógrafo ultravioleta (UVS)
Espectrógrafo ultravioleta
UVS registrará la longitud de onda, la posición y el tiempo de llegada de los fotones ultravioleta detectados durante el tiempo en que la rendija del espectrógrafo observa Júpiter durante cada giro de la nave espacial. El instrumento proporcionará imágenes espectrales de las emisiones aurorales ultravioleta en la magnetosfera polar. [75] (Investigador principal: G. Randall Gladstone, Southwest Research Institute )
JunoCam (JCM)
JunoCam
Una cámara/telescopio de luz visible, incluido en la carga útil para facilitar la educación y la divulgación pública ; Posteriormente se reutilizó para estudiar la dinámica de las nubes de Júpiter, particularmente las de los polos. [89] Se anticipó que operaría a través de solo ocho órbitas de Júpiter hasta septiembre de 2017 [90] debido a la radiación dañina y el campo magnético del planeta, [80] pero a partir de octubre de 2023 (55 órbitas), JunoCam permanece operativa. [91] (Investigador principal: Michael C. Malin , Malin Space Science Systems )
Componentes operativos
Paneles solares
Prueba de iluminación en uno de los paneles solares de Juno
Juno es la primera misión a Júpiter que utiliza paneles solares en lugar de los generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) utilizados por Pioneer 10 , Pioneer 11 , el programa Voyager , Ulysses , Cassini-Huygens , New Horizons y el orbitador Galileo . [92] También es el viaje más lejano con energía solar en la historia de la exploración espacial. [93] Una vez en órbita alrededor de Júpiter, Juno recibe solo el 4% de la luz solar que recibiría en la Tierra , pero la escasez global de plutonio-238 en ese momento, [94] [95] [96] [97] así como Los avances realizados en la tecnología de células solares durante las últimas décadas hacen que sea económicamente preferible utilizar paneles solares de tamaño práctico para proporcionar energía a una distancia de 5 AU del Sol . [98]
La nave espacial Juno utiliza tres paneles solares dispuestos simétricamente alrededor de la nave espacial. Poco después de que saliera de la atmósfera de la Tierra, se desplegaron los paneles. Dos de los paneles tienen cuatro segmentos articulados cada uno y el tercer panel tiene tres segmentos y un magnetómetro . Cada panel mide 2,7 por 8,9 m (8 pies 10 pulgadas por 29 pies 2 pulgadas) de largo [99] y proporciona 50 metros cuadrados (540 pies cuadrados) de celdas activas [100] [101] , las más grandes en cualquier sonda del espacio profundo de la NASA. en el momento del lanzamiento. [102]
La masa combinada de los tres paneles es de casi 340 kg (750 lb). [103] Si los paneles se optimizaran para funcionar en la Tierra, producirían de 12 a 14 kilovatios de energía. Sólo se generaron unos 486 vatios cuando Juno llegó a Júpiter, y se prevé que disminuya a cerca de 420 vatios a medida que la radiación degrade las células. [104] Los paneles solares permanecerán expuestos a la luz solar continuamente desde el lanzamiento hasta el final de la misión, excepto por períodos cortos durante el funcionamiento del motor principal y eclipses de Júpiter. Una unidad central de distribución y accionamiento de energía monitorea la energía generada por los paneles solares y la distribuye a instrumentos, calentadores y sensores experimentales, así como a las baterías que se cargan cuando hay exceso de energía disponible. Dos baterías de iones de litio de 55 Ah , capaces de resistir la radiación ambiental de Júpiter, proporcionan energía cuando Juno pasa por el eclipse. [105]
Telecomunicaciones
Se está instalando la antena parabólica de alta ganancia de Juno
Juno utiliza señalización dentro de banda ("tonos") para varias operaciones críticas, así como informes de estado durante el modo crucero, [106] pero se espera que se utilice con poca frecuencia. Las comunicaciones se realizan a través de las antenas de 34 m (112 pies) y 70 m (230 pies) de la Red de espacio profundo (DSN) de la NASA que utiliza un enlace directo de banda X. [105] El comando y el procesamiento de datos de la nave espacial Juno incluyen una computadora de vuelo capaz de proporcionar aproximadamente 50 Mbit/s de rendimiento de instrumentos. Los subsistemas de ciencia de la gravedad utilizan el seguimiento y el rango automático Doppler de banda X y banda K a . [107]
Debido a limitaciones de telecomunicaciones, Juno solo podrá devolver alrededor de 40 megabytes de datos JunoCam durante cada período orbital de 11 días, lo que limita la cantidad de imágenes que se capturan y transmiten durante cada órbita a entre 10 y 100, dependiendo del nivel de compresión. usado. [108] [ necesita actualización ] La cantidad total de datos descargados en cada órbita es significativamente mayor y se utiliza para los instrumentos científicos de la misión; JunoCam está destinada a la divulgación pública y, por tanto, es secundaria a los datos científicos. Esto es comparable a la anterior misión Galileo que orbitó Júpiter, que capturó miles de imágenes [109] a pesar de su lenta velocidad de datos de 1000 bit/s (en el nivel máximo de compresión) debido al fallo de su antena de alta ganancia .
El sistema de comunicación también se utiliza como parte del experimento Gravity Science . [110]
Propulsión
Juno utiliza un motor principal LEROS 1b con propulsor hipergólico , fabricado por Moog Inc en Westcott, Buckinghamshire , Inglaterra. [111] Utiliza aprox. 2000 kg (4400 lb) de hidracina y tetróxido de nitrógeno para la propulsión, incluidos 1232 kg (2716 lb) disponibles para la inserción en la órbita de Júpiter más maniobras orbitales posteriores. El motor proporciona un empuje de 645 Newtons . La campana del motor está encerrada en un escudo contra desechos fijado al cuerpo de la nave espacial y se utiliza para quemaduras graves. Para controlar la orientación del vehículo ( control de actitud ) y realizar maniobras de corrección de trayectoria, Juno utiliza un sistema de control de reacción monopropulsor (RCS) que consta de doce pequeños propulsores montados en cuatro módulos de motor. [105]
Juno lleva una placa a Júpiter, dedicada a Galileo Galilei . La placa fue proporcionada por la Agencia Espacial Italiana (ASI) y mide 7,1 por 5,1 cm (2,8 por 2,0 pulgadas). Está hecho de aluminio apto para vuelos y pesa 6 g (0,21 oz). [112] La placa muestra un retrato de Galileo y un texto escrito de puño y letra por Galileo, escrito en enero de 1610, mientras observaba lo que más tarde se conocería como las lunas galileanas . [112] El texto se traduce como:
El día 11 estaba en esta formación, y la estrella más cercana a Júpiter tenía la mitad de tamaño que la otra y estaba muy cerca de la otra, de modo que durante las noches anteriores las tres estrellas observadas parecían de la misma dimensión y entre ellas igualmente lejanas. ; de modo que es evidente que alrededor de Júpiter hay tres estrellas en movimiento invisibles hasta ahora para todos.
La nave espacial también lleva tres minifiguras de Lego que representan a Galileo Galilei, el dios romano Júpiter , y su hermana y esposa, la diosa Juno . En la mitología romana, Júpiter se cubrió con un velo de nubes para ocultar sus travesuras. Juno pudo mirar a través de las nubes y revelar la verdadera naturaleza de Júpiter. La minifigura de Juno sostiene una lupa como señal de búsqueda de la verdad, y Júpiter sostiene un rayo. El tercer miembro de la tripulación de Lego, Galileo Galilei, lleva consigo su telescopio durante el viaje. [113] Las figuras fueron producidas en asociación entre la NASA y Lego como parte de un programa de extensión para inspirar el interés de los niños en la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas (STEM). [114] Aunque la mayoría de los juguetes Lego están hechos de plástico, Lego fabricó especialmente estas minifiguras de aluminio para soportar las condiciones extremas de los vuelos espaciales. [115]
Resultados científicos
Entre los primeros resultados, Juno recopiló información sobre el rayo joviano que revisó teorías anteriores. [116] Juno proporcionó las primeras vistas del polo norte de Júpiter, además de proporcionar información sobre las auroras, el campo magnético y la atmósfera de Júpiter. [117]
En 2021, el análisis de la frecuencia de los impactos de polvo interplanetario (principalmente en la parte posterior de los paneles solares), cuando Juno pasó entre la Tierra y el cinturón de asteroides, indicó que este polvo, que causa la luz zodiacal , proviene de Marte , en lugar de cometas o asteroides que provienen del sistema solar exterior, como se pensaba anteriormente. [118]
Juno hizo muchos descubrimientos que desafían las teorías existentes sobre la formación de Júpiter. Cuando Juno voló sobre los polos de Júpiter, tomó imágenes de grupos de ciclones estables que existen en los polos. [119] Descubrió que la magnetosfera de Júpiter es desigual y caótica. Utilizando su radiómetro de microondas, Juno descubrió que las bandas rojas y blancas que se pueden ver en Júpiter se extienden cientos de kilómetros hacia la atmósfera joviana, pero el interior de Júpiter no está mezclado de manera uniforme. Esto ha dado lugar a la teoría de que Júpiter no tiene un núcleo sólido como se pensaba hasta ahora, sino un núcleo "borroso" formado por trozos de roca e hidrógeno metálico . Este peculiar núcleo puede ser el resultado de una colisión que ocurrió al principio de la formación de Júpiter. [120]
Los resultados de Juno sobre las tormentas sugieren que son mucho más altas de lo esperado, algunas se extienden 60 millas (100 kilómetros) por debajo de las cimas de las nubes y otras, incluida la Gran Mancha Roja, se extienden más de 200 millas (350 kilómetros). Con Juno viajando a baja altura sobre la capa de nubes de Júpiter a aproximadamente 130.000 mph (209.000 kph), los científicos de Juno pudieron medir cambios de velocidad tan pequeños como 0,01 milímetros por segundo utilizando la antena de seguimiento de la Red de Espacio Profundo de la NASA, desde una distancia de más de 400 millones de millas (650 millones de kilómetros). Esto permitió al equipo limitar la profundidad de la Gran Mancha Roja a unas 300 millas (500 kilómetros) por debajo de las cimas de las nubes. Los nuevos resultados muestran que los ciclones son más cálidos en la parte superior, con densidades atmosféricas más bajas, mientras que son más fríos en la parte inferior, con densidades más altas. Los anticiclones, que giran en dirección opuesta, son más fríos en la parte superior pero más cálidos en la parte inferior. [122]
Línea de tiempo
Galería
Júpiter
Perijove 26 imagen
Imagen de unos 94.500 km (58.700 millas) de la región polar sur de Júpiter (27 de agosto de 2016)
Júpiter crece y se reduce en tamaño aparente antes y después de que la nave espacial se acercara más (27 de agosto de 2016)
Vista infrarroja de la aurora sur de Júpiter (27 de agosto de 2016)
Tormentas del sur de Júpiter
Área de Júpiter donde parecen chocar múltiples condiciones atmosféricas (27 de marzo de 2017)
Alejándose de Júpiter, a unos 46.900 km (29.100 millas) por encima de las cimas de las nubes (19 de mayo de 2017)
Imagen tomada desde 16.535 km (10.274 millas) sobre la atmósfera en una latitud de -36,9° (10 de julio de 2017)
Primer plano de la Gran Mancha Roja tomado desde unos 8.000 km (5.000 millas) por encima de ella (11 de julio de 2017)
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Wikinoticias tiene noticias relacionadas:
La nave espacial Juno de la NASA entra en la órbita de Júpiter
![Ganímedes, tomada por el instrumento JunoCam durante el sobrevuelo de Juno el 7 de junio de 2021 [147]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/21/Ganymede_-_Perijove_34_Composite.png/1280px-Ganymede_-_Perijove_34_Composite.png)
![Io, tomada por el instrumento JunoCam durante el sobrevuelo de Juno (30 de diciembre de 2023)[149]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ef/Io_imaged_by_Juno_spacecraft.png/1280px-Io_imaged_by_Juno_spacecraft.png)
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