Ne vom referi in acest articol SpaceAlliance la o lansare care a avut loc recent si care iese din tiparul obisnuit prin prisma importantei stiintifice a misiunii, prin prisma scenariului complex de zbor pe care il presupune si de ce nu, intr-o perioada marcata de restrictii economice, este o raritate si in lumina efortului financiar pe care l-a implicat.
Vom incerca sa facem astfel, in stilul SpaceAlliance, o radiografie cat mai completa a misiunii NASA Juno, cea care isi propune sa investigheze, inca o data, vecinul nostru din sistemul solar- planeta Jupiter.

Despre planeta Jupiter si explorarea sa

Jupiter este cea mai mare dintre planetele sistemului solar, avand o raza medie de 69,911 ±6 km. Suprafata planetei se situeaza la 6.1419 x 10E10 km2 adica de 121 de ori mai mare decat cea a Pamantului in timp ce volumul este de 1.4313 x 10E15 km3 adica de 1321 ori mai mare.

Desi masa sa este doar a mia parte din cea a Soarelui (1.8986 x 10E27 kg) este totusi de 2.5 ori mai grea decat toate celelalte planete luate la un loc si de aproximativ 317 ori mai grea decat Terra.

Jupiter, a cincea planeta de la Soare, calatoreste intr-o orbita eliptica cu excentricitatea de 0.048775 avand o perioada orbitala (timpul cat efectueaza o orbita completa) de 11.8618 ani terestri. Distanta fata de Soare variaza astfel intre 816,520,800 km (adica 5.45 AU) si 740,573,600 km (adica 4.95 AU), cu o distanta medie de 778 milioane de km (adica 5.2 AU).

Observata de pe Pamant insa, Jupiter apare la distante intre 588 si 968 milioane de km si la magnitudini vizuale intre -1.6 si -2.94, fiind de obicei al patrulea cel mai vizibil corp ceresc dupa Soare, Luna si Venus.

In comparatie cu planul ecliptic, planul orbitei lui Jupiter are o inclinatie de 1.305 grade.
Jupiter efectueaza o rotatie completa in jurul propriei axe in aproximativ 9 ore si 55 de minute, cea mai mica valoare a perioadei de precesie dintre planetele sistemului solar.

Jupiter are in total 64 de sateliti, 47 dintre acestia cu dimensiuni reduse, sub 10 km diametru. Cei mai cunoscuti sateliti –de altfel si cei mai mari- sunt Io (cu un diametru de 3643 km), Europa (cu un diametru de 3122 km), Ganymede (cu un diametru de 5262 km) si Callisto (cu un diametru de 4821 km).

Jupiter este o planeta gazoasa-un gigant gazos in termeni astronomici- cu cea mai mare atmosfera din sistemul solar, care isi face simtita prezenta pana la 5000 km altitudine desi in mod uzual inaltimea considerata de cercetatori este de 27 km. Atmosfera este compusa din H2, He, CH4,NH3, HD, C2H6, H2O si are o densitate medie de 0.16kg/m3 (la presiunea de 1 bar).
Temperatura variaza intre 112 K (-161 Celsius) in straturile superioare (la presiunea de 0.1 bar) si 165 K (-108 Celsius) in straturile inferioare (la presiunea de 1 bar).
Desi nu se cunosc foarte multe lucruri despre interior, se banuieste ca acesta este compus din hidrogen lichid si heliu. Pentru ca in aceste conditii este dificil de trasat o demarcatie, de cele mai multe ori oamenii de stiinta considera suprafata planetei la nivelul 10 bar (adica acolo unde atmosfera planetei are o presiune de zece ori mai mare decat cea de la suprafata Pamantului).

Ceea ce face spectaculoase observatiile lui Jupiter sunt cele 3 inele ce inconjoara planeta ca si vartejurile sale specifice ce se produc in atmosfera.
Cele 3 inele nu sunt ca in cazul lui Saturn produse de gheata ci acumuleaza practic particule de praf care sunt atrase de gravitatia puternica a planetei.
Vartejurile din atmosfera lui Jupiter, atat de mari incat pot fi observate si de pe Pamant, sunt un fenomen specific asa numitilor giganti gazosi.
Cel mai cunoscut dintre vartejuri este cel aflat la 22 de grade sud sub ecuatorul planetei, ce poarta numele de ‘Marele spot rosu’ a carui prezenta a fost semnalata cu cateva secole in urma. El acopera o arie de 24-40.000 km x 12-14.000 km adica pana la 3 diametre terestre. Se roteste in sens invers acelor de ceasornic si are o perioada de 6 zile.

Jupiter prezinta printre altele si cel mai puternic camp magnetic dintre planetele sistemului solar- valorile lui variind intre 4.2 gauss la ecuator si 10-14 gauss la poli.
El este generat de un mecanism foarte complex ce include pe de o parte curentii electrici indusi de rotatia materialelor conductoare ce intra in componenta planetei si pe de alta parte interactiunea cu emisiile chimice produse de luna Io (spre exemplu nori de dioxid de sulf eliberati datorita activitatii vulcanice).
Acest camp magnetic isi face simtita prezenta pana la o distanta echivalenta cu aproximativ 75 de raze ale lui Jupiter acolo unde interactiunea cu vantul solar creeaza un asa numit fenomen de ‘bow shock’- adica un perete virtual dincolo de care vantul solar nu poate patrunde.

Curiozitatea atrasa de planeta Jupiter si investigatiile efectuate asupra ei au o lunga istorie.
In trecut planeta a putut fi observata doar de pe Pamant- primele atestari in aceasta directie venind de la civilizatia babiloniana. Investigatiile au atins un alt nivel odata cu aparitia telescoapelor. In secolul 17 au venit si primele informatii mai detaliate de la doi oameni de stiinta importanti ai momentului: Galileo Galilei si Giovanni Cassini.
Pana in 1973 observatiile au fost limitate la radiotelescoapele terestre, dar incepand cu anii 70, avantul erei spatiale a permis explorarea planetei cu ajutorul satelitilor.
Mai multe misiuni au vizitat temporar Jupiter marea majoritate doar in tranzit, folosind gravitatia asistata a planetei pentru accelerarea catre alte traiectorii.

Prima vizita s-a produs in decembrie 1973 atunci cand sonda Pioneer 10 a trecut la circa 130.000 km de Jupiter. Au urmat Pioneer 11 un an mai tarziu in decembrie 1974, cea care a inregistrat si cea mai apropiata distanta (aproximativ 34.000 km), Voyager 1 in martie 1979 (care a trecut la 349.000 km), Voyager 2 in iulie 1979 (la o distanta de 570.000 km), Ulysses cu 2 tranzite- in februarie 1992 la distanta de 408.000 km si in februarie 2004 la distanta de 120.000.000 km, Cassini in decembrie 2000 la distanta de 10.000.000 km si in sfarsit New Horizons in februarie 2007 la 2.304.000 km.

Dincolo de aceste tranzite temporare, un singur satelit a reusit sa studieze Jupiter dintr-o orbita stabila. Aceasta misiune s-a numit Galileo si a fost lansata de NASA in 1989 la bordul navetei spatiale Atlantis. Au trebuit sa treaca mai mult de 6 ani si cateva tranzite ale Pamantului si ale lui Venus, pentru ca sonda sa intre in orbita in jurul lui Jupiter (decembrie 1995), dar odata ajuns acolo, satelitul de 2.3 tone al NASA a reusit sa petreaca mai mult de 7 ani in jurul planetei si a lunilor sale, producand date stiintifice pana in septembrie 2003 atunci cand a fost intentionat deorbitat si trimis in atmosfera.
In acest fel cercetatorii care pastreaza un interes ridicat pentru lunile planetei Jupiter, banuite ca ar putea oferi conditii favorabile aparitiei vietii, au vrut sa se asigure ca evita orice sansa de contaminare cu bacterii provenite de pe Pamant.  

Sa aruncam o scurta privire asupra sondei Galileo pentru a vedea mai apoi cu ce difera noul satelit Juno de aceasta.
Galileo era un satelit ‘dual-spin’ adica avea o parte centrala (platforma care ingloba toate echipamentele electronice) ce se rotea in mod nominal la o viteza de 3 rpm in timp ce o a doua parte a satelitului ce cuprindea printre altele si antena, se rotea la aceeasi viteza dar in sens invers si ramanea practic in pozitie fixa in spatiu pentru a asigura o buna transmisie catre statiile de sol de pe Pamant. Viteza de rotatie era crescuta in cazuri speciale (spre exemplu la manevrele de insertie orbitala) pana la 10 rpm.
Aceasta arhitectura este una extrem de robusta- folosita cu predilectie de catre misiunile de interplanetare, care calatoresc pe distante foarte mari si care functioneaza cea mai mare parte a timpului autonom fara posibilitatea de a fi controlate de ingineri.
O platforma stabilizata prin rotatie este astfel mult mai robusta la orice fel de perturbatii externe pentru ca are o tendinta naturala de mentinere constanta a orientarii in spatiu asemenea unui giroscop.

Galileo era echipat cu mai multe instrumente stiintifice ce au permis observatii amanuntite ale lui Jupiter si lunilor sale:
-Solid State Imager (SSI)
-Near-Infrared Mapping Spectrometer (NIMS)
-Ultraviolet Spectrometer / Extreme Ultraviolet Spectrometer (UVS/EUV)
-Photopolarimeter-Radiometer (PPR)
-Dust Detector Subsystem (DDS)
-Energetic Particles Detector (EPD)
-Heavy Ion Counter (HIC)
-Magnetometer (MAG)
-Plasma Subsystem (PLS)
-Plasma Wave Subsystem (PWS)

La bordul satelitului american s-a gasit si o proba secundara, de fapt o capsula de 339 kg si 1.3 m diametru. Jumatate din greutatea acestei probe era doar scutul termic, cel care a protejat capsula in timpul traversatii atmosferei planetei atunci cand au trebuit suportate acceleratii de pana la 230g, presiuni de pana la 24 de atmosfere si temperaturi exterioare de pana la 150 de grade Celsius.
Capsula a fost lansata de la bordul satelitului Galileo pe 13 iulie 1995 cu cinci luni inainte de intrarea satelitului in orbita lui Jupiter si a inceput coborarea in atmosfera pe 7 decembrie 1995 cu o viteza de aproximativ 47 km/s.
In acea zi instrumentele de la bordul probei:
-atmospheric structure instrument group
-neutral mass spectrometer
-helium-abundance interferometer
-cloud nephelometer
-net-flux radiometer
-lightning/radio-emission instrument
au reusit sa functioneze pentru 58 de minute si sa produca un total de 3.5 Mb de date despre atmosfera lui Jupiter.

Sistemul AOCS al satelitului Galileo era responsabil de partea de navigatie si de stabilizare in zbor. El avea o parte de comanda- sistemul de propulsie ce fusese construit in Germania de Daimler Benz Aero Space AG si care includea un motor principal ce putea dezvolta 400 N si 12 motoare secundare ce dezvoltau 10 N fiecare. Acestea din urma erau grupate in 2 seturi diferite –unul principal si unul de rezerva.
Combustibilul folosit pentru propulsie era MMH (o forma de hidrazina) avand pe post de oxidant N2O4- in total 960 kg care au asigurat stabilizarea si manevrele de insertie sau corectie orbitala pentru cei 14 ani cat s-a aflat satelitul in spatiu.

Sistemul electric, datorita calatoriilor pe distante foarte mari, si a departarii de Soare facea dificila functionarea pe baza clasicelor panouri solare si folosea in schimb una din solutiile preferate de NASA pentru calatoriile sale interplanetare, asa numitul RTG sau ‘radioisotope thermoelectric generator’- de fapt un mic generator nuclear pe baza de plutoniu 238. Galileo avea 2 generatoare instalate la bord –ele produceau energie atat pentru alimentarea electronicii cat si a termistorilor care asigurau o temperatura constanta de functionare a echipamantelor.

Credit NASA

Mai multe detalii despre planeta Jupiter pe pagina Wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Jupiter

Vizitati pagina noastra pentru a vedea un model virtual al satelitului Galileo
www.spacealliance.ro/plugin/3dsat.aspx