Скоро зонд НАСА «Юнона» пролетит близко к трем любопытным спутникам Юпитера, включая тот, который, по мнению ученых, является одним из лучших вариантов для поиска жизни за пределами Земли.
Спутник Юпитера Ио - мир-вулкан, совершающий оборот вокруг планеты каждые 42 часа - отбрасывает тень на облака Юпитера на этом изображении, полученном космическим кораблем НАСА «Юнона».
После пятилетнего пребывания на орбите Юпитера космический корабль НАСА «Юнона» движется по спирали в самое сердце системы Юпитера.
Четырехлетнее путешествие по 42 орбитам погрузит корабль в коварную, жестокую среду, предлагая новые, драматические виды на три инопланетных мира. Но «Юнона», обтянутая титановой броней, защищающей ее от жесткого излучения, готова к выполнению своей миссии. И его команда на Земле стремится следовать за ним издалека во время этого дерзкого путешествия.
«Я очень взволнован, просто взволнован тем, что мы смогли придумать этот план», - говорит главный исследователь Juno Скотт Болтон из Юго-Западного исследовательского института. «Это была нестандартная идея, чтобы иметь возможность буквально совершить переход от орбитального аппарата Юпитера, который изучал в основном только Юпитер, к чему-то, что будет полноценным исследователем системы».
По мере того, как Юнона продолжает наблюдать за системой, ее петли вокруг Юпитера сужаются, приближая космический корабль все ближе и ближе к самой большой планете нашей Солнечной системы и в пределах досягаемости трех самых интригующих спутников Юпитера.
Луна Ио восходит над Юпитером на этом изображении, полученном космическим кораблем НАСА «Юнона». Чуть больше Луны Земли, Ио является самым вулканически активным миром в Солнечной системе.
В июне этого года космический корабль на солнечной энергии пролетит мимо Ганимеда, самого большого спутника в Солнечной системе. Затем, в 2022 году, он посетит Европу - покрытый льдом океанский мир, в котором может быть жизнь. И, наконец, когда Юнона дерзко приблизится к Юпитеру, она столкнется с Ио, яростным вулканическим спутником, покрытым серным инеем. Увидеть эти луны с близкого расстояния впервые почти за два десятилетия - с тех пор как в 2003 году закончилась миссия космического корабля «Галилео» - поразит ученых, изучающих неуловимые ледяные миры внешней Солнечной системы.
«Я продолжаю пытаться сделать этот хэштег популярным: PlanetsAreOverrated», - говорит Джули Рэтбан из Института планетарных наук, изучающая Ио. «Луны и спутники намного интереснее».
В дополнение к изучению этих трех инопланетных лун Юнона также тщательно изучит кольца Юпитера, сделав несколько проходов через сами браслеты. Темные и рассеянные, кольца не так эффектны, как кольца Сатурна, и ученые знают о них очень мало.
«Полет во внешнюю часть Солнечной системы - большая редкость, и просто удивительно, что мы можем воспользоваться этим космическим кораблем, который находится там», - говорит Синтия Филлипс из Лаборатории реактивного движения, которая занимается изучением внешней части Солнечной системы. ледяные луны. «По сути, это совершенно новая миссия».
Полдекады на Юпитере
Запущенный в 2011 году, Juno вышел на орбиту вокруг Юпитера 4 июля 2016 года. Основные задачи космического корабля включали изучение гравитации, магнитных полей, атмосферы и внутренних органов газового гиганта.
Но Юнона, названная в честь жены бога Юпитера, возможно, наиболее известна своими изысканными изображениями самого большого мира Солнечной системы. На протяжении веков мы наблюдали издалека, как массивные водовороты пересекали поверхность планеты. Но вблизи, через объектив JunoCam, Юпитер представляет собой акварельный мир, испещренный многочисленными циклонами, которые кружатся и собираются возле его ранее невидимых полюсов.
В дополнение к системе тонких колец вокруг планеты вращается около 79 спутников, включая 12, которые были случайно обнаружены всего три года назад. Четыре крупнейших спутника, известные как галилеевские спутники, были впервые замечены в начале 1600-х годов итальянским астрономом Галилео Галилеем, который сначала принял их за звезды. Теперь Ганимед, Каллисто, Европа и Ио являются одними из самых интригующих мест в Солнечной системе, хотя лишь немногие космические аппараты подходили достаточно близко, чтобы детально изучить их. Два космических корабля "Вояджер" пролетели в 1979 году, а космический корабль "Галилео" исследовал систему Юпитера в течение восьми лет, начиная с 1995 года.
«Что меня до сих пор шокирует, так это то, как мало у нас данных обо всех этих галилеевых спутниках», - говорит Рэтбан.
«Я продолжаю пытаться сделать этот хэштег популярным: PlanetsAreOverrated Луны и спутники гораздо интереснее»
Первой целью на пути Юноны внутрь является Ганимед. Огромная луна, которая простирается более чем на 3700 миль в поперечнике и совершает оборот вокруг Юпитера каждые 172 часа, Ганимед больше, чем планета Меркурий. 7 июня «Юнона» совершит первый из двух близких проходов мимо покрытого кратерами мира, который, как и все галилеевские спутники, назван в честь одного из мифологических любовников Юпитера.
«Трудно осознать огромные размеры системы Юпитера, - говорит Филлипс. «То, что вы находитесь на орбите Юпитера, не означает, что вы где-то рядом с Ио, Европой или Ганимедом».
Главная претензия Ганимеда к странности заключается в том, что это единственная луна в Солнечной системе, которая генерирует собственное магнитное поле - явление, которое, по мнению ученых, является работой взбалтывающего жидкого ядра, подобного земному.
«Это предположение, но мы не знаем наверняка», - говорит Филлипс. Непонятно, как Ганимед сохранил свой внутренний магнетизм на протяжении всей Солнечной системы, в то время как другие тела, такие как Луна и Марс, потеряли свои магнитные поля миллиарды лет назад.
Ученые также подозревают, что под покрытой оспинами ледяной оболочкой Ганимеда находится глобальный океан, и наблюдения с борта Юноны должны помочь составить карту этой раковины и исследовать тонкие места. В конце концов, гравитационное столкновение Юноны с Ганимедом сократит орбиту космического корабля вокруг Юпитера на 10 дней, отправив его на путь к Европе и Ио.
В сентябре 2022 года «Юнона» пролетит мимо Европы, спутника, который считается одним из наиболее вероятных мест в Солнечной системе для обнаружения инопланетной жизни. Европа, самый маленький из галилеевых спутников, представляет собой настоящий водный мир: под ее перекрещивающейся ледяной оболочкой лежит соленый глобальный океан, в котором воды больше, чем во всех морях Земли.
Ученые подозревают, что этот инопланетный океан содержит все ингредиенты, необходимые для жизни, какой мы ее знаем, для развития и процветания: вода, источник энергии и основные химические элементы. Но мы не узнаем, обитаема ли Европа, пока не подберем космический корабль достаточно близко для поиска признаков жизни. НАСА планирует сделать именно это в ближайшие 15 или около того лет с помощью миссии под названием Europa Clipper, которая готовится отправиться во внешнюю часть Солнечной системы.
В следующем году Juno трижды пролетит мимо Европы. При этом он будет искать любые признаки шлейфов водяного пара или гейзеров, явления, которое, по утверждению астрономов, происходит - по крайней мере спорадически - на Европе.
«Много споров, - говорит Филлипс. «Итак, имея там еще один космический корабль, просто взглянув на него, он не увидит ничего подозрительного? Это будет очень важно».
Юнона также сможет сканировать ледяной панцирь на предмет особо тонких участков или мест, где в корке могут быть карманы с жидкой водой. Такие места облегчили бы будущему роботу-исследователю сбор образцов из погребенного океана. И, сканируя поверхность, Юнона составит карту невиданных ранее полюсов Европы.
«Создавая изображения этих невидимых частей Европы, мы можем составить глобальную карту», - говорит Филлипс. «Это не как с Марсом, куда мы отправили миллион миссий».
Поскольку Юнона пролетит мимо Европы, она потеряет еще пять дней со своей орбиты. Это сократит время, необходимое для облета Юпитера, до 38 дней и отправит космический корабль на адскую луну Ио.
Юпитер - древнейший и самый массивный мир Солнечной системы. Узнайте об истории происхождения древней планеты, ее Большом Красном Пятне и океанических лунах, а также о том, как этот древний мир повлиял на формирование других планет Солнечной системы.
С более чем 400 действующими вулканами Ио является самым вулканическим местом в Солнечной системе. Когда в 2007 году космический аппарат НАСА «Новые горизонты» приближался к Юпитеру, он заметил огромный фонтан огня, простирающийся на 200 миль над поверхностью Луны.
Прижавшись к Юпитеру, Ио является одним из самых сложных и опасных направлений для достижения. Его близость к Юпитеру, когда он совершает оборот вокруг планеты каждые 42 часа, ставит его в чрезвычайно суровые условия. Сама Луна нагревается, сжимается и растягивается под действием гравитации Юпитера и Европы, что объясняет ее гиперактивность. В 2023 году «Юнона» совершит 11 облетов мира, во время которых Рэтбан надеется увидеть какую-нибудь драматическую активность, например извержение из вулканического региона Тваштар, захваченное New Horizons..
«Тваштар всегда кажется активным, когда рядом что-то есть», - шутит Рэтбан. А Ио практически всегда извергается. Материал, который он производит, захватывается гравитацией Юпитера и продолжает подпитывать гигантское полярное сияние планеты - бурлящее яркое ультрафиолетовое сияние на полюсах, подобное северному и южному сиянию на Земле.
Как и в случае с Европой и Ганимедом, не так много наблюдений за Ио с близкого расстояния. Большая часть информации, которую мы собрали о Луне после завершения миссии Галилео, поступила от наземных телескопов.
«Каждый раз, когда вы смотрите, происходит что-то новое, и особенно на Ио вы должны смотреть как можно чаще», - говорит Рэтбан.
В отличие от земных вулканов, вулканы Ио случайным образом разбросаны по поверхности Луны, что вызывает вопросы о резервуарах магмы на Луне и внутреннем нагреве. Рэтбан говорит, что вулканы в более высоких широтах ведут себя не так, как те, что ближе к экватору, извергаются реже, но мощнее.
Ратберн говорит, что она «прыгала вверх-вниз от волнения», когда услышала о планах приблизиться к Ио: «Хорошо бы посмотреть на вулканы на полюсах? Наконец!»
Болтон говорит, что Юнона может помочь ученым выяснить, питаются ли вулканы Ио глобальным магматическим океаном, или более мелкие, более дискретные карманы подпитывают локальные извержения. И его не беспокоит отправка «Юноны» так близко к Юпитеру или перемещение космического корабля через разреженную систему колец. Если и существует какой-либо космический корабль, способный выжить в условиях жесткого излучения Юпитера или столкновения с кольцевой частицей, то это «Юнона».
«Мы построили его как бронированный танк», - говорит он. «И броня, кажется, держится очень хорошо».