zelenyikot


Открытый космос Зеленого кота

Космос ближе, чем кажется


Previous Entry Share Next Entry
Тайная жизнь гигантов
zelenyikot


Зонд NASA Juno успешно вышел на промежуточную орбиту вокруг планеты-гиганта Юпитера, а я по просьбе портала "Чердак" рассказываю, что и как он будет изучать после начала научной работы.

Согласно распространенной шутке Юнона, жена Юпитера, летит узнать как он проводит время со своими любовницами и любовниками. На самом деле миссия Juno не касается взаимоотношений Юпитера и его спутников, это исследование всецело посвящено гиганту.

Главные научные задачи Juno — лучше узнать строение Юпитера. Это знание позволит лучше понять строение планеты, и больше узнать о процессах формирования газовых гигантов в Солнечной и других планетных системах. Юпитер — уникальное тело для нашей системы — практически переходная форма от планеты к коричневому карлику. Чтобы стать коричневым карликом Юпитеру понадобится найти где-то еще дюжину своих близнецов, а чтобы дойти до состояния звезды — восемь десятков. Тем не менее, Юпитер — уже совсем не та планета земного типа, которые сейчас лучше всего изучены. Всего под несколькими сотнями километров гелий-водородной газовой атмосферы, Юпитер наполнен морем жидкого водорода, на дне которого еще более экзотическое вещество — металлический водород. Огромное давление и температуры формируют условия, которые просто так невозможно даже представить на Земле, можно лишь провести математическое моделирование или получить миллиграммы подобного вещества в лаборатории. Как распределяются слои в недрах Юпитера, какие там процессы происходят, есть ли твердое ядро в самом центре? На эти вопросы должна ответить Juno.



Взгляд в Большое красное пятно, позволит увидеть не только богатый внутренний мир Юпитера, но и лучше понять процессы формирования планетных систем и более экзотических объектов Вселенной: коричневых карликов.

Juno оборудована приборами, которые будут, каждый по-своему извлекать знания из юпитерианских глубин.



Внешняя газовая оболочка — самая доступная для изучения, поэтому на нее нацелено больше всего приборов, но процессы, происходящие в юпитерианских облаках должны подсказать, что происходит глубже. Внешнюю атмосферу Юпитера будут изучать два спектрометра: инфракрасный и ультрафиолетовый. Для «массового зрителя» установлена отдельная камера, которая снимает в видимом диапазоне — ее задача радовать нас красивыми фоточками, пока она не умрет от радиации.



Инфракрасная камера позволит увидеть тепловые потоки в атмосфере на глубине до 70 км. Чтобы инфракрасные данные о Юпитере были полнее, его заранее стали наблюдать при помощи наземных телескопов, в том числе европейского VLT.



В ультрафиолете будут наблюдаться полярные сияния Юпитера. Сейчас этим занимается только телескоп Hubble.



Полярные сияния интересуют ученых не только с эстетической точки зрения. Магнитное поле Юпитера — самое сильное из планет солнечной системы. Оно является причиной формирования самых мощных радиационных поясов, а хвост магнитосферы тянется на сотни миллионов километров аж до орбиты Сатурна. Природа его образования таится в глубинах Юпитера и связана с потоками жидкого металлического водорода во внешнем ядре планеты-гиганта, поэтому изучение магнитного поля и радиационных поясов — еще одна важная задача Juno.

Например уже сейчас известно, что у Юпитера, так же как и у Земли географический полюс не совпадает с магнитным, из-за чего гигант кокетливо помахивает своими радиационными поясами.



В отличие от Земли, у Юпитера есть свой собственный источник заряженных частиц, который наполняет радиационные пояса. У нас приходится ждать солнечной вспышки, чтобы увидел полярные сияния, а Юпитеру достаточно очередного крупного извержения на ближайшем крупном спутнике Ио. А поскольку Ио бурлит всегда, то и фейерверки на полюсах Юпитера не редкость.



Вулканы Ио выбрасывают пыль и газы, атомы которых ионизируются солнечным ультрафиолетом и пополняют магнитосферу Юпитера, становясь большой проблемой для космических аппаратов и возможных будущих покорителей Европы.

Для изучения заряженных частиц и плазмы Juno оснащена двумя датчиками низкоэнергичных и высокоэнергичных частиц. Специальная антенна будет изучать радиоволны, которые создаются полярными сияниями.

Магнитное поле будет картографировано при помощи магнитометра, расположенного на одном из «крыльев» космического аппарата. Этот прибор очень чуток к изменениям магнитного поля, поэтому его постарались вынести как можно дальше от электрооборудования Juno.



Для повышения точности показаний, магнитометр оснащен звездными датчиками, которые смогут определять положение прибора ориентируясь по звездам. Когда Juno пролетала мимо Земли, звездные датчики удалось протестировать и одновременно использовать в качестве видеокамеры.



Взгляд в самое нутро атмосферы Юпитера Juno произведет при помощи микроволнового радиометра. Он позволит наблюдать тепловые потоки на глубине до 600 км.

Наконец, пожалуй, одно из самых важных исследований будет проведено путем регистрации отклонений гравитационного поля планеты. Результатом должно стать понимание строения Юпитера, распределения слоев, уточнение массы его ядра, и более точное понимание его состава. Как ни странно, для этих целей не предназначено отдельного прибора. Анализ будет производиться по радиосигналу: неоднородности гравитационного поля на ничтожные доли процента будут менять скорость космического аппарата и эти отклонения будут определяться на Земле по эффекту Допплера, который будет удлинять или укорачивать волну радиосигнала Juno.

Космический аппарат будет вращаться по вытянутой полярной эллиптической орбите, удаляясь на 3,5 млн км и сближаясь на 5 тыс. км. Благодаря этому мы сможем впервые увидеть полюса Юпитера, которые еще не удавалось снять ни одному зонду.



Каждый виток на орбите будет занимать 14 дней. Эта орбита предназначается для исследовательской работы, но Juno не сразу на нее выйдет. Работа у Юпитера начнется с 53,5-суточной орбиты, а этап научной работы начнется только в ноябре 2016 года. Меньше чем через полтора года, к февралю 2018 года, миссия Juno завершится и аппарат будет сведен в плотные слои атмосферы планеты-гиганта.



Такое бесследное уничтожение аппарата предусмотрено чтобы избежать опасности заражения земными микроорганизмами поверхности спутников Юпитера, прежде всего Европы, где надеются найти собственную жизнь.



Если повезет, за время работы Juno на Юпитер упадет очередной крупный астероид, и это событие удастся исследовать всем инструментарием. Как показывают наземные наблюдения, такие столкновения для Юпитера не редки, хотя предшественнику Juno — зонду Galileo в 90-е повезло еще больше — он смог наблюдать падение кометы Шумейкеров-Леви 9 в 1994 году.



Любопытно, что до сих пор в верхней атмосфере Юпитера наблюдается повышенное содержание воды в тех регионах, куда произошло падение фрагментов кометы. Это открытие было сделано инфракрасным телескопом Herschel, и Juno тоже попытается оценить запасы воды.

Juno далеко не первый исследователь Юпитера, но большинство зондов пролетало мимо и изучало лишь с пролетных траекторий.

Почти всегда гигант использовался для ускорения при гравитационных маневрах, и лишь в 90-е к нему прилетел аппарат NASA Galileo.



В отличие от Galileo, Juno полностью посвятит себя исследованию Юпитера, проведет более тесные сближения и осмотр полярных областей.

Следить за полетом Juno можно на сайте whereisjuno.info, в приложении для настольных компьютеров NASA Eyes или в SolarWalk для iOS и Android.



zelenyikot

Чтобы не пропускать самое интересное в Солнечной системе, добавьте меня в ЖЖ или соцсетях: Вконтакте, Facebook, Twitter, Одноклассники, Pikabu.


promo zelenyikot december 8, 07:51 21
Buy for 800 tokens
Я не только пишу о космосе, но могу и рассказать о любимых темах для широкой или узкой аудитории. За последние два года я уже провел несколько десятков лекций во многих городах России. Часто приглашают на фестивали науки, профориентационные мероприятия для студентов, на конференции и выставки.…

а где будут фотки и трансляции? будет отдельный сайт?

Для Juno уже есть пара сайтов, но фото выкладывать будут не всё подряд как у марсоходов, а только то, что сочтет нужным научная группа.

Судя по видеоролику, Юпитер чаще всего использовался как "батут" для прыжка подальше.
Исследований спутников, получается, совсем не запланировано?

На самый интересный спутник Европу будет нацелена миссия 2024 года. Других планов у NASA пока нет. Роскосмос собирался на Ганимед, но все эти планы где-то за 2025-м годом.

Всё классно и безумно интересно.
Но всё равно не укладывается в голове, как можно тратить тонны денег на исследование Юпитера при наличии на Земле больных и голодных
Вот хоть режьте меня.

А у тебя укладывается в голове, что вот дофига голодает прямо сейчас, а ты тупо сидишь в жж, вместо того, чтоб пойти помыть, скажем, полы в подъезде и заработать пару сотен, чтоб отдать их этим голодающим?

Остановим межпланетный геноцид ! Эти жалкие земные людишки нагло заявляют, что в феврале 2017 собираются бомбардировать целую планету ! Вы же не хотите, чтобы пострадали милые Slylandro ?



PRIORITY OVERRIDE. NEW BEHAVIOR DICTATED.
MUST BREAK TARGET INTO COMPONENT COMPOUNDS.


Фантастика!

Самое удивительное, что твердое ядро гиганта Юпитера всего навсего размером с Землю! Остальное - оболочка с водородом в различных состояниях. То есть как бы Земля, заваленная водородом.

Да, в последнее время словарь астрономии сильно обогатился за счет наблюдения всяких слабых объектов, ранее недоступных.
Сам недавно с интересом почитал про все эти планетары, планемо, субкоричневые и коричневые карлики, планеты-сироты и т.п.


В начале 80-х был фильм про физматшколу. Старшеклассники пробрались в лабораторию кабинета химии и устроили эксперименты, которые закончились взрывом. Их вызвали "на ковёр". Директор спросил, какова была цель их экспериментов. Один из них ответил: "Металлический водород". Вспомнила, потому что эта форма водорода упомянута в посте.

Первое фото сделано на песчаном пляже? )))

нет, в баре. это коктейль

>Для «массового зрителя» установлена отдельная камера, которая снимает в видимом диапазоне — ее задача радовать нас красивыми фоточками, пока она не умрет от радиации.<

Откуда там столь сильная радиация?! От Солнца очень далеко, сам Юпитер, судя по его строению, "фонить" не должен.

Так откуда настолько большие дозы радиации, что они способны уничтожить цифровой фотоаппарат?

Такой ответ -
>Вулканы Ио выбрасывают пыль и газы, и уже под действием магнитного поля газ ионизируется, частицы ускоряются, становясь большой проблемой для космических аппаратов и возможных будущих покорителей Европы.<
- представляется мне совершенно неубедительным!

Edited at 2016-07-05 06:49 am (UTC)

Магнитосфера Юпитера ловит протоны (в т.ч. солнечные) и проч. в ловушку и дает 20000 рад. Видите, за 4,5 млрд лет можно много накопить. Даже на Ио от этой магнитосферы человек в скафандре схватит смертельную дозу за 3 ч. 20 мин. Юпитер -- зверь большой, и магнитосфера у него соответствующая.

Edited at 2016-07-05 06:53 am (UTC)

Совешенно очевидно, что никто никуда не летал, все фотографии нарисованы, а те, кто говорит, что летали, лжецы на содержании у госдепа.
Теперь докажите обратное.

Я даже больше скажу - никто не знает точное строение планет, даже Земли. Одни предположения и фантазии.

Это юпитерианский заговор :)

очень интересная статья! и комменты тоже :)

Как тут выше писали - новости для вконтакте. Про Марсоход как-то заглохло. На Аляске батарейки кончились?

Вы если чего-то не понимаете, то лучше не пишите. Последняя крупная статья по работе марсохода вышла на прошлой неделе. Новость про Юнону -- если она сработает как планировалось -- эпохального значения для планетологии. Почитайте что-нибудь по теме, чтобы не позориться.

Edited at 2016-07-05 07:16 am (UTC)

Спасибо, Виталий. Интересно и доступно. Забрал к себе. Кстати, да, что там с Кюорисити?

>Для «массового зрителя» установлена отдельная камера, которая снимает в видимом диапазоне — ее задача радовать нас красивыми фоточками, пока она не умрет от радиации.<

Откуда там столь сильная радиация?! От Солнца очень далеко, сам Юпитер, судя по его строению, "фонить" не должен.

Так откуда настолько большие дозы радиации, что они способны уничтожить цифровой фотоаппарат?

Дальше читайте, все ж написано.

Спасибо большое, редко когда можно наткнутся на внятную информацию без специальных усилий. А на специальные усилия ж вечно времени не хватает:)
Не совсем понятно про перицентр рабочей орбиты аппарата - 5000 км относительно чего? Я так понимаю, в масштабах Юпитера 5000 км - это тьфу вообще, погрешность одного из слоёв атмосферы, грубо говоря. Нет ли такой информации?
И про изучение гравполя по Доплеру, на мой взгляд, какая-то сомнительная затея. Идея понятна, но колебания скорости, наверное, будут столь незначительными, что аналогичные могут быть вызваны, например, тем же потоком частиц (наверняка ведь есть "юпетирианский ветер", по аналогии с солнечным, при таких магнитных полях-то. Пусть и не радиально направленный, не суть). Или столкновениями с микрометеоритами и так далее. Кто-то пытался оценить погрешности метода и потенциальную величину влияния всяких побочных факторов?

5000 км - это над облаками.

> Благодаря этому мы сможем впервые увидеть полюса Юпитера, которые еще не удавалось снять ни одному зонду.

Ниже снимок южного полюса с Новых Горизонтов. Неувязочка.
Еще Улисс пролетал над полюсами. Камеры на нем не было, но другими приборами наверняка что-то намерял.

Детального исследования, да, раньше не было, это верно.

На фото полярная проекция фронтальной съемки Cassini. С полюсов не снимал никто.

(Deleted comment)
Добывать водород из Юпитера в ближайшем будущем получится?

Им можно автомобили заправлять, можно всю планету перевести на автомобили с водородным двигателем.

Edited at 2016-07-05 08:57 am (UTC)

Добывать просто - можно ведром черпать из моря. А вот доставка дороговата получится. Из воды в лутц перегонять дешевле.

Потрясающе!
Спасибо!
...
И главное — почаще глазеть на облака. В старых книгах сказано, что тот, кто смотрит на облака, не жнет. То есть не думает о хлебе, не сеет и не жнет. Но люди, которые смотрят в землю, кормят его. Такой человек почему-то нужен другим, хотя он только и делает, что таращит глаза на облака.
Виктор Конецкий «Кто смотрит на облака»

Увидел эту новость в гугле и сразу полез к коту, потому что у него всегда самая свежая и полная информация такого характера. Спасибо большое.

А может ли так быть, что металлический водород находится в сверхтекучем состоянии и за счет эффекта Мейсснера выталкивает магнитное поле далеко за пределы?

(Deleted comment)
(Deleted comment)
(Deleted comment)
Интересно!
А подскажи, пожалуйста, обсуждалось где-нибудь в твоем журнале как в таких далеких экспедициях как у Розетты, Юноны, Вояджеров - как они летят не сталкиваясь со всякими мелкими метеоритами и прочим барахлом? Не возможно же все рассчитать?

Для меня это прям загадка.

Откуда барахло в космическом пространстве, где этот рукотворный объект - первый с момента Большого взрыва ? А плотностью метеоритов между орбитами Нептуна и Плутона (который вообще шляется где-то вне плоскости эклиптики) можно пренебречь в любой системе отсчета.

какая же она большая, эта juno! удачи ей ^_^

Не упомянули об этих "трех пассажирах":


Юпитер, Юнона и Галилео Галилей :))

?

Log in