Окончание работы: Февраль 2018 года.

Юпитер – самая массивная планета в Солнечной системе, вокруг него обращается целый зоопарк спутников, и он обладает сверхмощным магнитным полем – словом, он похож на Солнечную систему в миниатюре. Ученые говорят, что если понять, как устроен Юпитер и как он сформировался, то можно ответить на многие вопросы не только об этой гигантской планете, но и о том, как образовалась планетная система, в которой мы живем.

Новая программа исследования Юпитера началась в июле 2016 года, когда на орбиту планеты вышел космический исследователь– автомат Juno (назван в честь римской богини Юноны, супруги бога– громовержца, тогда как полное название проекта Jupiter Polar Orbiter. Juno раскрывает тайны планеты-гиганта и стремится выяснить детали ее происхождения, внутреннего строения, атмосферы и магнитосферы, работая на принципиально новой и необычной орбите. Научный арсенал станции составляют семь различных инструментов. В дополнение к ним имеется фотокамера под названием JunoCam, которая делает снимки Юпитера для студентов, учащихся и всех интересующихся, – именно этой камерой были впервые получены фотографии полярных районов Юпитера.

– Juno есть результат сочетания нескольких инновационных научных подходов и концепций проектирования полетов, – говорит менеджер проекта Рик Найбеккен из лаборатории реактивного движения. – Это самый изящный и наилучшим образом спроектированный проект из всех, в которых мне доводилось принимать участие.

Найбеккен говорит, что, когда он прочитал проектное предложение, он решил: это головокружительно. Там было все: от исследований Юпитера с беспрецедентно близкого расстояния до невиданного ранее использования солнечных батарей, и эта вращающаяся АМС обладала полным комплектом инструментов, открывающих возможности для изучения планеты-гиганта так, как это еще не делалось.

Конструкторы Juno создавали проект, исходя из необходимости использовать для электропитания солнечные батареи, которые до этого еще ни разу не применялись на космических аппаратах, так далеко уходящих от Солнца. Juno обращается вокруг Юпитера так, что ее солнечные батареи постоянно развернуты к Солнцу, и станция никогда не попадает в тень планеты. Задуманная специальным образом орбита аппарата не только позволяет осуществлять этот полет исключительно на солнечной энергии, но и представляет собой уникальную с точки зрения научных возможностей траекторию движения.

– У Juno орбита в виде эллипса, в нижней точке которого она проходит между крайней внутренней границей юпитерианского радиационного пояса и планетой в 5000 км выше границы облаков, – говорит Найбеккен. – Никто еще не подбирался к Юпитеру настолько близко и не проводил научные исследования из такой точки. Мы, можно сказать, оседлали Юпитер.

Зачем же нужно так приближаться к планете, когда известно, что в ее окрестностях жесткая радиационная обстановка?

– Чтобы станция Juno могла провести по-настоящему революционные научные наблюдения, для которых она задумана, нам нужно подойти к Юпитеру ближе, чем все аппараты до нее, – говорит Найбеккен. – Конечно, есть риск в том, что мы заходим в неизвестную доселе область, но мы много размышляли о рисках и о том, как их можно свести к минимуму.

На один виток вокруг Юпитера у Juno уйдет четырнадцать земных суток, и такая особая орбита, по замыслу авторов плана полета, сведет к минимуму дозу радиации, которую получит аппарат, по крайней мере на раннем этапе программы. Кроме того, бо́льшая часть бортовой электроники помещена в специальный титановый радиозащитный контейнер-«убежище».

– Добавление радиационной защиты для электроники значительно снизило требования к специальному проектированию схем, которые обычно выдвигаются к оборудованию для работы в зонах интенсивной радиации вокруг Юпитера, – рассказывает Найбеккен. – Меньшее количество конструкторской работы означало, что можно затратить более значительные средства на мощное научное оборудование для Juno. Я считаю этот аппарат проявлением чуда научного мастерства, в нем множество новых концепций спаяны в единый революционный для науки и в то же время связный проект.

Специальные приборы занимаются изучением радиационных поясов и магнитосферы Юпитера, его внутренней структуры и турбулентной атмосферы, а также проводят съемку поблизости от планеты, благодаря чему в нашем распоряжении есть эффектные снимки планеты-гиганта вблизи.

– Juno является проектом, в котором коренную роль играет информация, – говорит участник научной команды Стив Левин, сотрудник лаборатории реактивного движения, – и его движущая сила – наша потребность получить данные отовсюду, куда мы можем добраться.

Juno сможет работать на орбите Юпитера лишь около двадцати месяцев (это примерно 37 орбитальных витков), потому что радиация рано или поздно выведет оборудование аппарата из строя.

– Юпитер порождает много проблем и не очень-то по-доброму обходится с инструментами, – говорит Левин. – Но это та цена, которую мы платим за возможность провести нужные нам исследования.

Больше всего Левин ожидает поступления данных о глобальном распределении концентрации воды на Юпитере. Автоматическая межпланетная станция «Галилео», которая исследовала Юпитер с 1995 по 2003 год, так и не смогла ответить на этот вопрос. Тогда было сделано много открытий, но кое-что осталось непонятным. В программу полета «Галилео» входил сброс спускаемого аппарата в атмосферу Юпитера.

– Тот зонд не обнаружил каких-то следов воды, – говорит Левин, – и почему именно, мы не знаем – это тайна, которая ждет своего разрешения, потому что информация о том, сколько Юпитер содержит воды, – ключевая для понимания того, как сформировалась эта планета. Может быть, спускаемый аппарат случайно попал в точку, где воды не оказалось. Поэтому Juno будет использовать микроволновый инструмент, измеряющий концентрацию воды во всей атмосфере, а не в каком-то одном или нескольких местах. Это дает ей большое преимущество.

Другие инструменты предназначены для изучения магнитного поля, внутренней структуры планеты и иных факторов. По словам Левина, он предвкушает возможность наблюдать картину, которую не видел еще никто: полюса Юпитера.

– Будет здорово узнать, на что они похожи, – говорит он, – и меня вдохновляет качество изображений, которые мы получаем при помощи фотокамеры видимого диапазона. Мы решили сделать камеру JunoCam инструментом, который, насколько возможно, принадлежит общественности. Мы привлекаем энтузиастов космоса к выбору целей съемки и стараемся выпустить готовые снимки настолько быстро, насколько можем.

Снимки, сделанные автоматической станцией Juno, доступны по интернет-адресу www.missionjuno.swri.edu/media-gallery/junocam.

В конце полета, как предполагается, в феврале 2018 года, Juno будет сведена с орбиты и направлена в Юпитер для того, чтобы избежать возможности заражения земными микроорганизмами спутника Юпитера Европы, по поводу которой есть гипотеза о потенциальной обитаемости. Как и в случае проекта «Кассини», выполнение управляемого схода с орбиты требуется согласно инструкции NASA о планетарной биологической защите.