5242 12

Аппарат Juno НАСА обнаруживает новые циклоны на Юпитере

На южном полюсе Юпитера появился новый циклон. Обнаружение огромной бури на Юпитере произошло 3 ноября 2019 года, во время самого недавнего пролета у Юпитера космического корабля НАСА «Juno». Это был 22-й пролёт, в течение которого космический корабль на солнечной энергии собирал научные данные о газовом гиганте, пролетая всего в 3500 километрах над его облачными вершинами. Облет также ознаменовал победу команды миссии, чьи новаторские меры позволили космическому кораблю, работающему на солнечной энергии, избежать того, что могло бы завершить его миссию.

«Сочетание креативности и аналитического мышления снова помогло НАСА», - сказал Скотт Болтон, главный исследователь Juno из Юго-западного исследовательского института в Сан-Антонио. «Мы поняли, что орбита унесет аппарат в тень Юпитера, что может иметь серьезные последствия, потому что он работаем на солнечной энергии. Отсутствие солнечного света означает отсутствие энергии, поэтому существовал реальный риск, что мы можем заморозить аппарат до смерти. Пока команда пыталась понять, как экономить энергию и поддерживать обогрев, инженеры придумали совершенно новый выход из этой проблемы: прыгнуть через тень Юпитера. Это было не что иное, как гениальный навигационный ход. И вот, первым делом выйдя за ворота с другой стороны, мы делаем еще одно фундаментальное открытие».

Когда Juno впервые прибыла на Юпитер в июле 2016 года, ее инфракрасные камеры и камеры видимого света обнаружили гигантские циклоны, окружающие полюса планеты - девять на севере и шесть на юге. Являются ли они, как и их земные братья и сестры, проходящим явлением, развитие которого заняло всего несколько недель, а затем уменьшилось? Или эти циклоны, каждый почти 4500 км в ширину, могли бы стать постоянными объектами?

С каждым пролетом данные подтверждали мысль о том, что пять бурь закручивались в виде пятиугольника вокруг центрального шторма на южном полюсе и что система казалась стабильной. Ни одна из шести бурь не показала признаков распада или слияния, чтобы позволить другим циклонам присоединиться.

«Похоже, полярные циклоны были частью частного клуба, который, казалось, сопротивлялся ее новым членам», - сказал Болтон.

Затем, во время 22- го научного пролета Juno, новый циклон меньшего размера ожил и присоединился к драке.

Жизнь молодого циклона

«Данные инструмента Jovian Infrared Auroral Mapper [ JIRAM ] от Juno показывают, что мы перешли от пятиугольника циклонов, окружающих один в центре, к гексагональному расположению, - сказал Алессандро Мура, соавтор Juno в Национальном институте астрофизики в Риме. «Это новое дополнение меньше по росту, чем его шесть более известных братьев-циклонов: оно размером около 800 км». Возможно, данные JIRAM от будущих пролетов покажут, что циклон вырастет до тех же размеров, что и его соседи».

Исследуя слой погоды на 50-70 км ниже облачных вершин Юпитера, JIRAM фиксирует инфракрасный свет, выходящий из глубины Юпитера. Его данные указывают на скорость ветра нового циклона в среднем в 362 км/ч - сравнимую со скоростью, обнаруженной у его шести более авторитетных полярных коллег.

Космический аппарат JunoCam также получил изображения нового циклона в видимом свете. Эти два набора данных проливают свет на атмосферные процессы не только Юпитера, но и других газовых гигантов Сатурна, Урана и Нептуна, а также обнаруженных в настоящее время гигантских экзопланет; они даже проливают свет на атмосферные процессы земных циклонов.

«Эти циклоны - это новые погодные явления, которые раньше не наблюдались и не были предсказаны», - сказал Ченг Ли, ученый из Университета Калифорнии в Беркли. «Природа раскрывает новую физику в отношении движений жидкости и того, как работают гигантские атмосферы планет. Мы начинаем постигать ее с помощью наблюдений и компьютерного моделирования. Будущие полеты Juno помогут нам улучшить наше понимание, раскрывая, как циклоны эволюционируют с течением времени».

Прыжки через тень

Конечно, новый циклон никогда не был бы обнаружен, если бы аппарат Juno замерз во время пролета через тень, когда Юпитер был между космическим кораблем и солнечными лучами тепла и света.

Юнона осуществляет полет в глубоком космосе с 2011 года. Она вышла на начальную 53-дневную орбиту вокруг Юпитера 4 июля 2016 года. Первоначально миссия планировала уменьшить размер своей орбиты несколькими месяцами позже, чтобы сократить период между научными пролетами газового гиганта каждые 14 дней. Но команда проекта рекомендовала НАСА отказаться от сжигания топлива основного двигателя из-за опасений относительно системы подачи топлива космического корабля. 53-дневная орбита Юноны обеспечивает всю научную программу, как первоначально и планировалось; но это займет больше времени. Более продолжительная жизнь Юноны на Юпитере привела к необходимости избегать тени Юпитера.

«С того самого дня, как мы вышли на орбиту вокруг Юпитера, мы позаботились о том, чтобы он оставался под солнечным светом 24 часа в сутки», - сказал Стив Левин, исследователь проекта Juno из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния. «Наши штурманы и инженеры сказали нам, что наступает день расплаты, когда мы уйдем в тень Юпитера примерно на 12 часов. Мы знали, что в течение такого длительного периода без питания наш космический корабль постигнет та же участь, что и марсоход Opportunity, когда небеса Марса наполнились пылью и не позволили солнечным лучам достичь даже крошечной плитки на солнечных панелях марсохода".

Без солнечных лучей, обеспечивающих питание, Juno будет охлажден ниже проверенных уровней, что в конечном итоге приведет к разрядке его элементов батареи. Таким образом, навигационная группа разработала план «прыгнуть в тень», маневрируя космическим кораблем настолько, чтобы его траектория могла пропустить затмение.

«В глубоком космосе вы находитесь либо в солнечном свете, либо вне солнечного света; между ними действительно нет ничего», - сказал Левин.

Навигаторы рассчитали, что, если Juno выполнит включение двигателя за 3 недели до 3 ноября, в то время как космический корабль находился на своей орбите настолько далеко, насколько это возможно, он мог бы изменить свою траекторию, чтобы не попасть в затмение. Для маневра использовалась система управления реакцией космического корабля, которая изначально не предназначалась для маневра такого размера и такой продолжительности.

1 октября в 03:46 по МСК началось включение системы управления. Она закончилась через 10 с половиной часов. Движущий маневр работал в пять раз дольше, чем любое предыдущее использование этой системы. Оно изменило орбитальную скорость Juno на 203 км/ч и израсходовало 73 кг топлива. Тридцать четыре дня спустя солнечные батареи космического корабля продолжали работать, когда Juno приготовился снова пролетать над облачными вершинами Юпитера.

«Благодаря нашим штурманам и инженерам у нас все еще есть эта миссия», - сказал Болтон. «То, что они сделали, это больше, чем просто сделали возможным наше открытие циклона; они сделали возможными новые идеи и откровения о Юпитере, которые нас ожидают».

(Добавил: RoboAstroNews)

Поддержи AstroNews           Читайте AstroNews в Яндекс.Дзен