КА Юнона

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Юнона
Jupiter Polar Orbiter
Juno Mission to Jupiter (2010 Artist's Concept).jpg
Юнона каля Юпітэра (малюнак мастака)
Вытворца

Злучаныя Штаты Амерыкі Lockheed Martin

Аператар

Злучаныя Штаты Амерыкі НАСА

Задачы

Даследаванне атмасферы, магнітнага поля і магнітасферы, унутранай структуры Юпітэра, даследаванні спадарожнікаў

Спадарожнік

Юпітэра

Выхад на арбіту

ліпень 2016

Запуск

5 жніўня 2011 12:25:00 UTC

Ракета-носьбіт

Атлас-5 версіі 551

Стартавая пляцоўка

Злучаныя Штаты Амерыкі, мыс Канаверал SLC-41

Працягласць палёту

5,2 года

NSSDC ID

2011-040A

SCN

37773

Кошт

крыху больш за 1 млрд долараў

Тэхнічныя характарыстыкі
Маса

3.6 т

Магутнасць

600 Вт

Крыніцы сілкавання

3 сонечныя батарэі агульнай плошчай 60 м²

Юнона (англ.: Juno, также Jupiter Polar Orbiter) — аўтаматычная міжпланетная станцыя НАСА, запушчаная 5 жніўня 2011 года для даследавання Юпітэра[1]. Гэта другі праект у рамках праграмы New Frontiers. Мэтай місіі з'яўляецца выхад апарата на палярную арбіту штучнага спадарожніка ў 2016 годзе, вывучэнне магнітнага поля планеты, а таксама праверыць гіпотэзу пра наяўнасць у Юпітэра цвёрдага ядра. Акрамя таго, апарат павінны заняцца даследаванне атмасферы планеты — вызначэннем утрымання ў ёй вады і аміяка, а таксама пабудовай карты вятроў. «Юнона» стане першым апаратам на сонечных батарэях, прызначаным для вывучэння вельмі аддаленага ад Сонца Юпітэра.

Падрыхтоўка місіі і палёт[правіць | правіць зыходнік]

У чэрвені 2005 года місія знаходзілася ў стадыі папярэдняга праектавання. Будаўніцтвам апарата займалася кампанія Lockheed Martin Space Systems пад кіраваннем Лабараторыі рэактыўнага руху НАСА. Кіраўнік дырэктарата навуковых праграм НАСА Алан Штэрн у маі 2007 года заявіў[2], што ў 2008 фінансавым годзе будуць скончаны фазы папярэдняга праектавання і дасягнута стан гатоўнасці праекта да рэалізацыі[3].

У працэсе работ час распрацоўкі некаторых кампанентаў «Юноны» было падоўжана ў параўнанні з запланаванымі тэрмінамі. Адной з прычын затрымкі стала землетрасенне ў Цэнтральнай Італіі ў 2009 годзе, якое нанесла пашкоджанні заводу, што вырабляе кампанент АМС[4].

Запуск «Юноны»

Запуск зроблены 5 жніўня 2011. Для запуску выкарыстаная ракета-носьбіт Атлас-5 версіі 551. Час палёту да Юпітэра складзе 5,2 года. Дата выхаду на арбіту — жнівень 2016[1]. Зонд плануецца накіраваць па выцягнутай палярнай арбіце з перыядам звароту каля 11 зямных сутак, з максімальным набліжэннем да планеце менш 5000 км[5][6].

Асноўная місія павінна працягнуцца больш за год. У адрозненне ад папярэдніх апаратаў, якія даследавалі Юпітэр і якія мелі радыеізатопныя тэрмагенератары (РІТЭГ) для забеспячэння энергіяй, на «Юноне» будуць стаяць тры асабліва эфектыўныя сонечныя батарэі памерам ≈ 2×9 м. Агульная магутнасць вырабленай энергіі — 400 Вт[7].

Выпрабаванні[правіць | правіць зыходнік]

13 сакавіка 2011 на выпрабавальным стэндзе Lockheed Martin Space Systems «Юнона» паспяхова прайшла двухтыднёвыя тэмпературныя выпрабаванні ў вакуумнай камеры[8].

Кошт[правіць | правіць зыходнік]

На пачатковым этапе праектавання, у 2005 годзе, планавалася, што кошт місіі не перавысіць 700 мільёнаў долараў ЗША пры ўмове, што пуск будзе ажыццёўлены не пазней за 30 чэрвеня 2010 г.[9]. Аднак, пасля сума выдаткаў была перагледжана ў большы бок. У снежні 2008 года было заяўлена, што ўлічваючы інфляцыю і перанос запуску на жнівень 2011 года, агульны бюджэт місіі трохі перавысіць 1 мільярд долараў[10].

Мінулыя падзеі[правіць | правіць зыходнік]

  • 30 жніўня 2012 г на адлегласці 483 мільёна кіламетраў ад Зямлі была выканана першая карэкцыя траекторыі палёту. Галоўны рухавік Leros -1b быў уключаны на 29 хвілін 39 секунд[11].
  • 14 верасня 2012 года была выканана другая карэкцыя арбіты. Галоўны рухавік Юноны пачаў працаваць у пятніцу ў 15.30 UTC, калі апарат знаходзіўся ў 480 мільёнах кіламетраў ад Зямлі[12]. Ён прапрацаваў каля 30 хвілін і выдаткаваў 376 кілаграм паліва. Пасля выканання манеўру хуткасць зонда змянілася на 388 метраў у секунду[13]. Абедзве карэкцыі былі выкананы для правядзення гравітацыйнага манеўру з аблётам Зямлі, запланаванага на 9 кастрычніка 2013 г.[11].
  • Люты 2013 — зонд пераадолеў адлегласць у 1 млрд км.
  • 17 сакавіка 2013 г. «Юнона» перасекла арбіту Марса і накіравалася ў бок Зямлі.
  • З 29 мая 2013 года станцыя знаходзіцца ў фазе палёту, якая атрымала назву «Унутраны рэйс № 3» («Inner Cruise 3»), які будзе доўжыцца да лістапада 2013 года. Па стане на 7 чэрвеня 2013 года станцыя выдаленая ад Зямлі на 80 млн км. Яна рухаецца з хуткасцю 29 км/сек адносна Сонца і набліжаецца да Зямлі з хуткасцю 0.8 км/сек. З моманту свайго запуску станцыя пераадолела 1,23 млрд км[14].

Запланаваныя падзеі[правіць | правіць зыходнік]

  • 9 кастрычніка 2013 «Юнона» зробіць гравітацыйны манеўр у Зямлі ў 560 км ад яе паверхні для надання паскарэння апарату. Прырашчэнне хуткасці апарата пасля гравітацыйнага манеўру складзе 7,3 км/с. Таксама будзе праведзена тэставанне навуковых прыбораў.
  • 25 снежня 2013 г. «Юнона» зноў перасячэ арбіту Марса. Пры гэтым адлегласць паміж Марсам і апаратам складзе ўсяго 1/4 даўжыні арбіты планеты.
  • У жніўні 2016 года, пасля пяцігадовага пералёту, пераадолеўшы 2,8 млрд км (18,7 а. а.), « Юнона» выйдзе на арбіту Юпітэра. На працягу аднаго зямнога года апарат павінен зрабіць 33 абароты вакол Юпітэра, кожны з якіх будзе займаць 11 зямных дзён. Кручэнне апарату будзе нададзена такім чынам, каб кожны з навуковых прыбораў выканаў сваю задачу.
  • У лістападзе 2016 года ў працягу 20 дзён «Юнона» зробіць 2 калібравальных вітка вакол планеты для падладкі навуковай апаратуры.
  • З дапамогай інструментаў, якія працуюць у інфрачырвоным і мікрахвалевым дыяпазонах, «Юнона» памерае цеплавое выпраменьванне, якое зыходзіць з глыбінь планеты. Гэтыя назіранні дазволяць дапоўніць карціну папярэдніх даследаванняў складу планеты, ацаніўшы колькасць і размеркаванне вады, і, такім чынам, кіслароду. Гэтыя дадзеныя дапамогуць даць прадстаўленне аб паходжанні Юпітэра. Акрамя таго, «Юнона» будзе даследаваць канвекцыйныя працэсы, якія кіруюць агульнай цыркуляцыяй атмасферы. З дапамогай іншых прыбораў будуць сабраны дадзеныя аб гравітацыйным полі планеты і пра палярных абласцях магнітасферы[7].
  • У кастрычніку 2017 апарат будзе зведзены з арбіты і накіраваны ў атмасферу газавага гіганта, дзе згарыць. Такім чынам будзе папярэджана магчымае сутыкненне ў будучыні з адным з галілеевых спадарожнікаў Юпітэра (дзе дапускаецца магчымасць існавання жыцця, таму іх забруджванне біялагічным матэрыялам з Зямлі непажадана).

Аналіз атрыманай ад апарата інфармацыі зойме некалькі гадоў.

Задачы і інструменты[правіць | правіць зыходнік]

«Юнона» на стадыі канструявання. Тесты на вярчальным стэндзе.

Структура атмасферы:

Microwave Radiometer (MWR) — мікрахвалевы радыёметр; фіксуе выпраменьванне з даўжынёй хвалі 1,3-50 сантыметраў, складаецца з шасці асобных радыёметраў; асноўная мэта — даследаванне глыбокіх слаёў атмасферы Юпітэра. Пранікальная здольнасць — 550 кіламетраў углыб аблокаў планеты. MWR павінен дапамагчы адказаць на пытанне аб тым, як фармаваўся Юпітэр, а таксама пра тое, наколькі глыбока заходзіць цыркуляцыя атмасферы, выяўленая касмічным апаратам Галілеа. Радыёметр даследуе колькасць аміяку і вады ў атмасферы[7][15].

Відэарэпартаж «Голаса Амерыкі» пра апошнія падрыхтоўкі перад запускам касмічнага апарата. Распавядаецца аб місіі апарата і аб асноўных дэталях канструкцыі

Магнітнае поле: магнітfметры Flux Gate Magnetometer (FGM) і прыбор для рэгістрацыі палажэнні адносна магнітнага поля планеты Advanced Stellar Compass (ASC). Гэтыя прылады служаць мэтам карціравання магнітнага поля і вывучэнне дынамікі працэсаў у магнітасферы, а таксама вызначэнне трохмернай структуры магнітасферы на полюсах Юпітэра[7][16].

Праграма для даследавання магнітасферы на полюсах:

Jovian Aurora Distribution Experiment (JADE) прызначаны для даследавання палярных ззянняў на Юпітэры;

Energetic Particle Detector (JEDI) будзе фіксаваць размеркаванне іонаў вадароду, гелія, кіслароду, серы і іншых на полюсах;

WAVES — спектраметр для даследавання абласцей палярных ззянняў;

UV spectrograph (UVS) — спектраграф ультрафіялетавага выпраменьвання; будзе фіксаваць даўжыню хвалі, становішча і час для фатонаў ультрафіялетавага спектру; будзе прадастаўляць спектраграмы ўльтрафіялетавага выпраменьвання з абласцей палярнага ззяння[17].

Унутраная структура: Gravity Science Experiment (GCE) — шляхам вымярэння гравітацыйнага поля прыбор пабудуе карту размеркавання мас на Юпітэры[18].

Здымка паверхні: JunoCam (JCM) — трохкаляровая відэакамера, адзіная на зондзе. Праведзена па той жа тэхналогіі, што і камера MARDI марсахода К'юріосіці і мае 2-МП сенсар (1600 на 1200 пікселяў) KODAK KAI-2020. Магчымасці камеры не дазволяць здымаць ёй спадарожнікі Юпітэра. Непасрэдныя здымкі Юпітэра будуць вырабляцца толькі падчас максімальнага збліжэння з планетай, з адлегласці 5000 км, разрозненне складзе 25 км на піксель. Мяркуецца, што перш чым радыяцыя Юпітэра выведзе з ладу электроніку камеры, той, што за сем віткоў апарата вакол планеты, паспее зрабіць дастатковую колькасць здымкаў[19].

Сонечныя панэлі[правіць | правіць зыходнік]

«Юнона» з'яўляецца першай місіяй да Юпітэра, якая выкарыстоўвае сонечныя панэлі замест радыеізатопных тэрмаэлектрычных генератараў. Знаходзячыся на арбіце Юпітэра, «Юнона» будзе атрымліваць усяго 4% ад таго сонечнага святла, які апарат мог бы атрымліваць на Зямлі[20], аднак паляпшэнні ў тэхналогіі вырабу і эфектыўнасці панэляў на працягу апошніх дзесяцігоддзяў змаглі дазволіць выкарыстоўваць сонечныя панэлі прымальных памераў на адлегласці ў 5 а.а. ад Сонца.

«Юнона» выкарыстоўвае тры сіметрычна размешчаных масівы сонечных панэлей. Кожны з гэтых масіваў складае 2,7 метра ў шырыню і 8,9 метраў у даўжыню. Адзін з масіваў трохі вузей іншых, яго шырыня складае 2,091 метраў, што зроблена для палягчэння складання панэлей пры старце. Агульная плошча ўсіх панэлей — 60 квадратных метраў. Калі б панэлі выкарыстоўваліся на арбіце Зямлі, яны б выраблялі каля 15 кілават энергіі. На арбіце Юпітэра магутнасць складзе ўсяго 486 ват, пры гэтым з часам яна паменшыцца да 420 ват з-за ўздзеяння радыяцыі[21]. Сонечныя панэлі будуць знаходзіцца пад сонечным святлом практычна на працягу ўсёй місіі.

На борце таксама знаходзяцца два літый-іонных акумулятара, якія будуць сілкаваць апарат падчас праходжання ў цені. Акумулятары будуць зараджацца, калі даступныя лішкі энергіі[7].

Фігуркі LEGO і шыльда Галілея[правіць | правіць зыходнік]

Фігуркі LEGO

На борце касмічнага апарата знаходзіцца шыльда, прысвечаная Галілеа Галілею. Шыльда была прадстаўлена Італьянскім касмічным агенцтвам, яе памер складае 7,1 на 5,1 сантыметраў, а вага — 6 грам. На таблічцы намаляваны сам Галілей, а таксама надпіс, зробленая ім у студзені 1610, калі ён упершыню назіраў аб'екты, якія пасля сталі вядомыя як галілеевыя спадарожнікі.

Таксама на борце знаходзяцца тры фігуркі LEGO — Галілея, рымскага бога Юпітэра і яго жонкі Юноны[22]. У рымскай міфалогіі Юпітэр ахутаў сябе покрывам аблокаў, каб схаваць свае правіны. Юнона ж назірала яго з гары Алімп над аблокамі і магла зразумець сапраўдную сутнасць Юпітэра. Фігурка Юноны трымае ў руках павелічальнае шкло, як сімвал пошуку ісціны, а Юпітэр — маланку.

Хоць усе фігуркі LEGO вырабляюцца з пластмасы, гэтыя фігуркі былі зробленыя з алюмінія, каб вытрымаць экстрэмальныя ўмовы падчас палёту[23].

Зноскі

  1. 1,0 1,1 NASA запустило межпланетную станцию к Юпитеру.
  2. SpaceRef.Com Statement of Alan Stern before the Subcommittee on Space and Aeronautics, House Committee on Science and Technology (англ.) (6 мая 2007). Архівавана з першакрыніцы 24 жніўня 2011. Праверана 27 мая 2007.
  3. Маецца на ўвазе завяршэнне фазы «B» (Phase B) у стандартным працэсе рэалізацыі праектаў НАСА (гл.)
  4. NASA Juno spacecraft will target Jupiter (англ.) . NetworkWorld.com (6 красавіка 2010). Архівавана з першакрыніцы 24 жніўня 2011. Праверана 25 сакавіка 2011.
  5. A new spacecraft will orbit Jupiter for over a year (англ.) . Thunderbolts.info. Архівавана з першакрыніцы 24 лістапада 2012. Праверана 20 лістапада 2012.
  6. Профіль місіі «Юнона» на сайце NASA Science (англ.) . NASA Science. Архівавана з першакрыніцы 24 лістапада 2012. Праверана 20 лістапада 2012.
  7. 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 Juno Launch. Прэс-кіт NASA за жнівень 2011 года (англ.) . NASA. Архівавана з першакрыніцы 24 лістапада 2012. Праверана 20 лістапада 2012.
  8. Juno Marches On (англ.) . NASA (22 сакавіка 2011). Архівавана з першакрыніцы 24 жніўня 2011. Праверана 25 сакавіка 2011.
  9. NASA Selects New Frontiers Mission Concept Study (англ.) . NASA Лабараторыя рэактыўнага руху (1 чэрвеня 2005). Архівавана з першакрыніцы 24 жніўня 2011. Праверана 25 сакавіка 2011.
  10. NASA Moving Ahead with 2011 Juno Mission to Jupiter (англ.) . Spacenews (Space.com) (9 декабря 2008). Архівавана з першакрыніцы 24 жніўня 2011. Праверана 25 сакавіка 2011.
  11. 11,0 11,1 NASA's Jupiter-Bound Juno Changes its Orbit (англ.) . NASA. Архівавана з першакрыніцы 24 лістапада 2012. Праверана 20 лістапада 2012.
  12. Deep Space Maneuver (англ.) . NASA. Архівавана з першакрыніцы 24 лістапада 2012. Праверана 20 лістапада 2012.
  13. Ильин А. (2012). "Манеўры Юноны". Навіны касманаўтыкі (368). http://novosti-kosmonavtiki.ru/mag/2012/337/1791/. Retrieved on 2012-11-20. 
  14. Juno Position & Status (2013-06-07). Архівавана з першакрыніцы 13 чэрвеня 2013.
  15. Juno instruments. Microwave Radiometer (англ.) . Вісконсінскі ўніверсітэт у Мадысане. Архівавана з першакрыніцы 24 лістапада 2012. Праверана 20 лістапада 2012.
  16. Juno instruments. Magnetic Field Investigation (англ.) . Вісконсінскі ўніверсітэт у Мадысане. Архівавана з першакрыніцы 24 лістапада 2012. Праверана 20 лістапада 2012.
  17. Juno instruments. Polar Magnetosphere Suite (англ.) . Вісконсінскі ўніверсітэт у Мадысане. Архівавана з першакрыніцы 24 лістапада 2012. Праверана 20 лістапада 2012.
  18. Juno instruments. Gravity Science Experiment (англ.) . Вісконсінскі ўніверсітэт у Мадысане. Архівавана з першакрыніцы 24 лістапада 2012. Праверана 20 лістапада 2012.
  19. Juno instruments. JunoCam (англ.) . Вісконсінскі ўніверсітэт у Мадысане. Архівавана з першакрыніцы 24 лістапада 2012. Праверана 20 лістапада 2012.
  20. Juno Spaceflight Information. Spaceflight 101. Архівавана з першакрыніцы 4 лютага 2012.
  21. Juno prepares for mission to Jupiter. Machine Design. Архівавана з першакрыніцы 4 лютага 2012.
  22. LEGO Figures Flying On NASA Jupiter Probe (англ.) . FoxNews (5 августа 2011). Архівавана з першакрыніцы 24 жніўня 2011. Праверана 8 жніўня 2011.
  23. LEGO Figures Flying On NASA Jupiter Probe (англ.) . Space.com. Архівавана з першакрыніцы 24 лістапада 2012. Праверана 20 лістапада 2012.

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]