Voor wetenschappers en Jupiter-groeperingen (zoals ikzelf) vond de echte finale van juli vierde plaats na de officiële vuurwerkshow. Op maandag om 20:53 uur PST explodeerde een kamer vol NASA-wetenschappers van het Jet Propulsion Lab in Pasadena, Californië, in gejuich nadat NASA's ruimtevaartuig Juno met succes in een baan rond Jupiter kwam. De triomfantelijke inzending was lang aan het wachten: we hebben bijna vijf jaar gewacht op de volgende kans om van dichtbij en persoonlijk kennis te maken met de grootste planeet in ons zonnestelsel.
gerelateerde inhoud
- Juno zal uiteindelijk in vlammen opgaan om het theoretische buitenaardse leven te beschermen
- Volgende stop: Jupiter
- Dit gebeurt er als Juno naar Jupiter komt
- Juno is nu het verste met zonne-energie aangedreven ambacht van de mensheid
Juno is het negende ruimteschip dat Jupiter van dichtbij ziet, maar het is het tweede dat er ooit omheen draait. De eerste was Galileo, die van 1995 tot 2003 rond Jupiter cirkelde. Sindsdien hebben we enkele geweldige observaties gedaan dankzij Cassini en New Horizons - die beide fly-bys van Jupiter hadden - maar Juno belooft de meest intieme blik in de verte te geven - nog uit Joviaans systeem.
De primaire wetenschappelijke doelen van Juno zijn om de atmosfeer en magnetosfeer van Jupiter te bestuderen en het ongrijpbare interieur te onderzoeken om beter te begrijpen hoe de gasreus oorspronkelijk ontstond. Een van de grootste vragen die het hoopt te beantwoorden: heeft Jupiter een kern, en zo ja, waar is die van gemaakt? Het is geen toeval dat de sonde is vernoemd naar de vrouw van de Romeinse god Jupiter (bij de Grieken bekend als respectievelijk Hera en Zeus). De godin Juno kon door de wolken kijken die Jupiter om zich heen drapeerde om haar te beletten zijn ondeugendheid te ontdekken. NASA's Juno is ondertussen uitgerust met instrumenten die zijn ontworpen om door de dikke wolkenlagen van Jupiter te dringen en de onderliggende wereld te onthullen.
Het ruimtevaartuig Juno werd in augustus 2011 gelanceerd en reisde in totaal 1.740 miljoen mijlen van de aarde naar Jupiter, terwijl hij onderweg anderhalve keer rond de zon liep en in oktober 2013 een laatste zwaartekrachthulp van de aarde kreeg. Nu, bijna vijf jaar later, het heeft officieel zijn eindbestemming bereikt. Op het moment van aankomst vloog Juno met meer dan 150.000 mijl per uur door het zonnestelsel - waardoor het een van de snelste kunstmatige objecten ooit was.
Een ruimtevaartuig lang genoeg vertragen om een precieze baan rond Jupiter te laten vallen, is geen kleine taak. Jupiter orbitale insertie (JOI) vereist dat Juno een reeks vrijwel perfecte autonome manoeuvres uitvoert gedurende een periode van drie uur. Eerst draaide het ruimteschip in positie. Daarna stak het zijn hoofdmotor 35 minuten af, waardoor zijn snelheid met meer dan 1.200 mijl per uur werd verlaagd en het door Jupiter in een baan van 53, 5 dagen kon worden gevangen.
Dingen ingewikkelder maken - en volgens de onderzoeker Scott Bolton een stuk zenuwachtiger - was het feit dat Juno zich moest afkeren van de zon en de zonne-energie die het biedt voor de duur van JOI. Erger nog, het wegkeren van de zon betekende ook het draaien naar Jupiter, en meer specifiek, de ring van Jupiter - een gevaarlijke bron van stofdeeltjes die de motor van Juno had kunnen uitschakelen als hij direct was geraakt.
Bovendien werkte Juno het grootste deel van het proces op batterijvoeding - ruim anderhalf uur - terwijl iedereen in missiecontrole zijn adem inhield, in afwachting van elke veelbetekende piep van het ruimtevaartuig dat betekende dat alles goed was. Van 18:13 PST tot 21:16 PST schakelde Juno alle transmissies over van zijn high-gain antenne naar zijn medium en low-gain antennes, wat betekent dat hij stopte met het verzenden van gedetailleerde gegevens en in plaats daarvan alleen in tonen communiceerde.
Sommige tonen waren op regelmatige intervallen om "nominale status" aan te geven, terwijl andere op specifieke frequenties en duur waren om het begin of einde van geprogrammeerde gebeurtenissen aan te geven. Elke toon duurde ongeveer 48 minuten om de 540 miljoen mijlen tussen Juno en de Aarde af te leggen tijdens deze kritieke tijd. "Als we de toon krijgen (aan het einde van de 35 minuten JOI branden) zal dat muziek in mijn oren zijn, omdat het betekent dat we precies zijn waar we willen zijn", zei Rick Nybakken, projectmanager voor Juno bij JPL, bij de persconferentie maandagochtend.
In de perskamer hielden wetenschappers en journalisten de wacht over NASA's Deep Space Network, dat Juno's uitzendingen visualiseerde naar NASA's Goldstone-antenne in de Mojave-woestijn, en verzekerde ons dat alles volgens plan verliep. Op de persconferentie na de orbitale insertie sprak Nybakken opnieuw over die tonen: "Vanavond in tonen zong Juno voor ons en het was een lied van perfectie."
Nu Juno met succes zijn invoegmanoeuvres heeft uitgevoerd, zal het twee 53, 5-daagse banen voltooien en vervolgens overgaan in een 14-daagse baan waar het zal blijven tot zijn missie eindigt in februari 2018. Tijdens de twee langere banen, test het alle de instrumenten aan boord van Juno voordat ze de officiële wetenschapsmodus ingaan voor de rest van de missie.
Nadat hij direct op de planetaire reus had ingezoomd, is Juno nu rond Jupiter in een polaire baan gezwaaid en gaat hij ervan weg. Over 50 dagen begint het met een nieuwe naderende benadering, en dat is wanneer de eerste gedetailleerde beelden beginnen te rollen. “Onze officiële fase van wetenschapsverzameling begint in oktober, maar we hebben een manier bedacht om gegevens veel eerder te verzamelen dan dat, 'zei Bolton. “Wat heel goed is als je het hebt over het grootste planetaire lichaam in het zonnestelsel. Er is hier veel te zien en te doen. ”
Juno is een spannende missie van primeurs. Het is het verste ruimtevaartuig op zonne-energie dat vanaf de aarde wordt verzonden, en het eerste dat in het buitenste zonnestelsel werkt (de andere zijn allemaal op kernenergie aangedreven). Op Jupiter's afstand van de zon, krijgen Juno's zonnepanelen slechts 1/25 van het zonlicht dat ze zouden ontvangen in een baan om de aarde. Om dit te compenseren, is elk van de drie zonnepanelen van het ruimtevaartuig 24 vierkante voet groot, waardoor Juno een "spanwijdte" van meer dan 65 voet heeft en een voetafdruk die ongeveer zo groot is als een basketbalveld.
Juno is ook de eerste missie die is ontworpen om te overleven en te opereren in het hart van de stralingsgordels van Jupiter, die het best kunnen worden omschreven als de Van Allen-gordels op steroïden op aarde. Tijdens elke baan passeert Juno niet één keer maar twee keer de sterkste stralingszones en kruist hij de magnetosfeer in om de gegevens te krijgen die hij nodig heeft. Om het ruimtevaartuig en zijn gevoelige instrumenten in staat te stellen deze barre omgeving te overleven, is Juno de eerste missie om zijn instrumenten onder te brengen in een titanium stralinggewelf. Zonder deze essentiële afscherming zou Juno 'het stralingsequivalent van 100 miljoen tandheelkundige röntgenstralen per jaar ontvangen', zegt Heidi Becker, Juno Radiation Monitoring Investigation Lead.
Zelfs met de titanium kluis "zullen de elektronen met de hoogste energie de (barrière) binnendringen, waardoor een spray van secundaire fotonen en deeltjes ontstaat", legt Becker uit. "Het constante bombardement zal de atoombindingen in Juno's elektronica verbreken" - vandaar Juno's uiteindelijk beperkte missielevensduur. Maar voor nu genieten wetenschappers van de dageraad van Juno's verblijf rond Jupiter, terwijl we nog een stap verder gaan op het pad waar Galileo Galilei ons meer dan 400 jaar geleden mee begon.
