Juno (svemirska letjelica)
Juno, NASA-ina svemirska letjelica namijenjena istraživanju Jupitera, dio je programa New Frontiers. Letjelicu je izgradio Lockheed Martin a njom upravlja NASA-in Jet Propulsion Laboratory. Lansiranje pomoću rakete Atlas V je obavljeno 5. augusta 2011., kao dio programa New Frontiers, a ušla je u polarnu orbitu Jupitera 5. jula 2016. godine [2]. Nakon završetka planirane misije predviđeno je da padne na samu površinu Jupitera.
 | |
| Organizacija | NASA |
|---|---|
| Masa | 3625 kg[1] |
Misija Juna je mjerenje Jupiterovog sastava, gravitacionog polja, magnetnog polja i polarne magnetosfere. Takođe će tražiti tragove o tome kako je nastala planeta, uključujući da li ima stjenovito jezgro, količinu vode prisutne u dubokoj atmosferi, raspored mase i duboke vjetrove, koji mogu postići brzinu do 620 km/h [3].
Juno je druga svemirska letjelica koja je kružila oko Jupitera, nakon orbitera Galileo sa nuklearni pogonom, koji je kružio od 1995. do 2003. Za razliku od svih ranijih svemirskih letjelica upućenih na vanjske planete, Juno se napaja solarnim panelima, koje obično koriste sateliti u orbiti oko Zemlje i letjelice u unutrašnjem Sunčevom sistemu, dok se radioizotopski termoelektrični generatori obično koriste za misije u vanjskom Sunčevom sistemu i dalje. Za Juno, međutim, tri najveća solarna krila ikada postavljena na planetarnoj sondi igraju integralnu ulogu u stabilizaciji svemirske letjelice, kao i stvaranju energije.
Ime
"Junoino ime dolazi iz grčke i rimske mitologije. Bog Jupiter navukao je veo oblaka oko sebe kako bi sakrio svoje nestašluke, a njegova supruga, božica Junona, uspjela je proviriti kroz oblake i otkriti pravu Jupiterovu prirodu." - NASA [4]
NASA-ina kompilacija imena misija i akronima odnosi se na misiju pod imenom Jupiter Near-polar Orbiter [5]. Međutim, ime projekta se koristi kao ime s mitološkim asocijacijama [6], a ne kao akronim. Juno se ponekad naziva i New Frontiers 2.[7][8], ali je ne treba miješati s New Horizons 2, predloženom, ali neodabranom misijom New Frontiersa.
Pregled misije
Juno je izabrana 9. juna 2005. godine, kao misija programa New Frontiers koja slijedi nakon New Horizons-a [9]. Postojalo je više prijedloga različitih misija prema Jupiteru u godinama prije ovog izbora, međutim ili nisu odobrene u izvornom obliku, ili nisu odobrene nikako [10][11]. Evropa orbiter s početka vijeka otkazan je 2002. Glavna misija na nivou Evropske unije pripremana je početkom 2000-ih, ali su problemi s finansijama rezultirali razvojem u ESA-in Jupiter Icy Moon Explorer [12].
Juno je prešla petogodišnji put do Jupitera, i stigla na odredište 5. jula 2016. Letjelica je prešla ukupnu udaljenost od približno 2,8 × 109 km (19 AJ ili 2,8 milijardi kilometara) da bi stigla do Jupitera. Dizajnirana je da orbitira oko Jupitera 37 puta tokom trajanja misije, planirane na 20 mjeseci.
Juno se na putu koristio gravitacijskom praćkom Zemlje, preletom u oktobru 2013. godine. Potom je letjelica usporila dovoljno da se omogući ulazak u stabilnu orbitu. Planirane su tri 53-dnevne orbite a potom novo usporavanje 11. decembra 2016. godine, koje je trebalo dovesti letjelicu u 14-dnevnu polarnu orbitu zvanu Naučna orbita. Zbog sumnji na probleme u radu u glavnog motora, ovo usporavanje je otkazano te jeJuno ostao u svojoj 53-dnevnoj orbiti do prvog susreta s Ganimedom, proširenjem svoje misije [13]. Ova produžena misija započela je preletom pored Ganimeda 7. juna 2021 [14][15]. Naknadni preleti Evrope, a zatim Ija-e, dodatno će smanjiti orbitalni period na 33 dana do februara 2024. godine [16].
Tokom naučne misije, infracrveni i mikrotalasni instrumenti će mjeriti toplotno zračenje koje proizlazi duboko iz Jupiterove atmosfere. Ova zapažanja nadopunit će prethodne studije njegovog sastava procjenom količine i distribucije vode, a time i kisika. Ovi podaci pružit će uvid u porijeklo Jupitera. Juno će također istražiti konvekciju koja pokreće prirodne obrasce cirkulacije u Jupiterovoj atmosferi. Ostali instrumenti na brodu Juno prikupit će podatke o planetarnom gravitacionom polju i polarnoj magnetosferi. Bilo je planirano da se misija Juno završi u februaru 2018. godine, nakon završenih 37 orbita oko Jupitera. Sonda je tada trebala biti izbačena iz orbite i izgorjeti u vanjskoj atmosferi Jupitera, kako bi se izbjegla bilo kakva mogućnost udara i biološke kontaminacije jednog od mjegovih satelita [17].
Tok leta
Lansiranje
Juno je lansiran na Atlas V raketi sa Cape Canaverala, Florida. Atlas V (AV-029) koristio je glavni motor RD-180 ruske izrade, pogona na kerozin i tečni kisik. Prilikom starta podvrgnut je provjeri od 3,8 sekundi a prije paljenja pet pogonskih raketa na čvrsto gorivo (SRB). Nakon izgaranja SRB-a, u otprilike 93 sekundi leta, dvije potrošene rakete su odbačene, a nakon 1,5 sekunde odbačene su i ostale tri. Kada se nivo zagrijavanja spustio ispod utvrđene granice, zaštitni oklop koji je štitio Juno tokom lansiranja i prolaska kroz najdeblji dio atmosfere odvojio se, u otprilike 3 minuti i 24 sekundi leta. Glavni motor Atlas V isključen je 4 minute i 26 sekundi nakon polijetanja. Šesnaest sekundi kasnije, zapaljen je drugi stepen Kentaur, koji je gorio oko 6 minuta, postavljajući satelit u početnu orbitu. [27] Nakon 30 minuta Kentaur je ponovo upaljen na period od 9 minuta, da bi dao letjelici ubrzanje dovoljno za bijeg iz zemljinog gravitacionog bunara [18].
Prije odvajanja, faza Kentaura koristila je motore za reakciju kako bi okretala Junonu do 1,4 okretaja u minuti. Otprilike 54 minute nakon lansiranja, svemirska letjelica se odvojila od Kentaura i počela širiti solarne panele. Nakon punog postavljanja i zaključavanja solarnih panela, Junoine baterije su se počele puniti. Primjena solarnih panela smanjila je Junoinu brzinu centrifuge za dvije trećine. Sonda se vrti kako bi se osigurala stabilnost tokom putovanja i kako bi svi instrumenti na sondi mogli posmatrati Jupiter [19].
Putovanje do Jupitera trajalo je pet godina i uključivalo je dva orbitalna manevra u augustu i septembru 2012. godine i prolazak pored Zemlje 9. oktobra 2013.[20][21]. Kada je stigao do Jupiterovog sistema, Juno je prešao približno 19 astronomskih jedinica (2,8 milijardi kilometara) [22].
Prelet pored Zemlje
Nakon što je otprilike godinu dana putovao u eliptičnoj heliocentričnoj orbiti, Juno je 2012. godine dva puta upalio motor blizu afela (izvan Marsove orbite) kako bi korigovao orbitu i vratio se na putanju pored Zemlje u oktobru 2013. Letjelica je koristila je Zemljinu gravitaciju kako bi se usmjerila prema Jupiterovom sistemu u manevru koji se naziva gravitaciona asistencija ili gravitaciona praćka [23]. Time je dobila ubrzanje veće od 3,9 km/s na svom putu prema Jupiteru [24]. Prelet je korišten i kao proba za naučni tim Juno da testira instrumente i uvježba određene radnje prije dolaska na Jupiter.