NASA se pregătește să încheie prematur, și complet inutil, misiunea Juno

Misiunea Juno a NASA, o sondă spațială care orbitează și fotografiază Jupiter încă din anul 2016, continuă să funcționeze impecabil. Cu toate acestea, dacă nu va primi o nouă prelungire, soarta sa este pecetluită. Sonda va fi distrusă, ceea ce va aduce un sfârșit prematur și inutil unei misiuni de succes, informează BigThink.

În următorii ani, știința dedicată celui mai mare gigant gazos al Sistemului Solar se anunță a fi una fascinantă, cu două noi misiuni deja pe drum. Misiunea JUICE va explora lunile înghețate ale lui Jupiter, iar Europa Clipper va cerceta cel mai promițător candidat pentru viață din Sistemul Solar, satelitul Europa.

Dar, până la sosirea lor, misiunea Juno, cea care ne-a oferit informații cruciale despre sistemul jovian și despre rezistența navelor spațiale în fața radiației uriașe a planeteo Jupiter, funcționează încă la parametri optimi.

Din păcate, NASA nu a reușit să obțină o prelungire de trei ani, care ar fi menținut-o operațională până în 2028. Fără această prelungire, Juno va fi prăbușită pe Jupiter, ceea ce ar încheia brusc o misiune cu un potențial științific imens.

Jupiter, gigantul invizibil al Sistemului Solar

Dacă o entitate extraterestră ar privi Sistemul Solar, prima planetă pe care ar observa-o nu ar fi Pământul, ci Jupiter. Acesta este mult mai ușor de detectat datorită mai multor motive

Primo, emite mai multă lumină decât reflectă de la Soare (propria sa radiație infraroșie). Secundo, are cel mai mare impact asupra orbitei Soarelui. Nu în ultimul rând, este vizibilă de la distanță, datorită faptului că blochează o cantitate mare de lumină solară în timpul unui tranzit.

De fapt, Jupiter domină întregul Sistem Solar, cu excepția Soarelui. Masa sa reprezintă 250% din masa tuturor celorlalte corpuri din Sistemul Solar la un loc. Mai mult, lunile sale principale conțin cantități uriașe de apă, trei dintre ele având chiar mai multă apă decât Pământul însuși, ceea ce le transformă în candidați ideali în căutarea vieții dincolo de planeta noastră.

Cu toate acestea, abia am început să studiem Jupiter. Deși două noi misiuni, Europa Clipper și JUICE, sunt deja pe drum și sunt programate să ajungă acolo la începutul anilor 2030, misiunea Juno, cea care le-a deschis calea, continuă să funcționeze, colectând informații despre supraviețuirea navelor spațiale în mediul dur al lui Jupiter.

Provocările supraviețuirii în mediul jovian

Una dintre cele mai mari provocări în explorarea spațială este ca o navă și instrumentele sale să supraviețuiască mediului ostil. Pe Pământ, suntem protejați de câmpul magnetic și de atmosferă, care ne apără de particulele solare și cosmice. Însă, odată ce ne îndepărtăm, această protecție dispare.

Mediul din jurul lui Jupiter este mult mai dur decât spațiul interplanetar. De fapt, dintre toate planetele și obiectele masive din Sistemul nostru Solar, doar Soarele este o sursă mai puternică de radiație. Câmpul magnetic al lui Jupiter, generat de curenții din nucleul său, creează un vortex imens în vântul solar. Erupțiile vulcanice de pe Io, una dintre lunile sale, populează această magnetosferă interioară cu gaz de dioxid de sulf.

Combinația dintre gazele grele, magnetismul și radiația intensă creează o plasmă puternică, ce produce curenți electrici și aurore permanente la polii planetei. De asemenea, se formează centuri de radiație extrem de intense, mult mai mari și mai puternice decât cele ale Pământului (centurile Van Allen).

Strategia orbitelor eliptice

Pentru a combate efectele devastatoare ale radiației, o tehnică ingenioasă a fost dezvoltată și folosită atât de misiunile Europa Clipper și JUICE, cât și de Juno. Această strategie constă în menținerea navei spațiale pe orbite largi, eliptice, unde cele mai bune imagini sunt obținute la sau aproape de punctul cel mai apropiat de Jupiter.

Planificarea misiunii în acest mod minimizează timpul petrecut de sondă în zonele de radiație extremă, ceea ce permite efectuarea de multiple apropieri de Jupiter pe o perioadă extinsă. O tehnică similară a fost aplicată și pentru sonda Parker Solar Probe, care a reușit să obțină date din puncte mai apropiate de Soare decât orice altă misiune din istorie.

Realizările remarcabile ale lui Juno

De la lansarea sa în 2016, misiunea Juno a furnizat o cantitate incredibilă de informații despre sistemul jovian. Nicio altă navă spațială nu a sondat sub norii lui Jupiter în modul în care a făcut-o Juno, și nici nu a fotografiat gigantul gazos atât de amănunțit. Misiunea extinsă a continuat cu succes după finalizarea celei inițiale, ba chiar a depășit toate așteptările.

Juno a oferit o mulțime de informații despre lunile majore ale lui Jupiter: Io, Europa, Ganimede și Callisto. De asemenea, a monitorizat activitate vulcanică intensă. Astfel, pe Io, a descoperit un semn al celei mai puternice activități vulcanice observate vreodată în Sistemul Solar.

A realizat fotografii uimitoare ale lunii Amalthea și ale faimoasei Mari Pete Roșii, precum și cele mai bune imagini ale ciclonilor circumpolari de deasupra Polului Nord al lui Jupiter.

Contribuții neașteptate la știință

Deși Juno a fost concepută pentru a studia Jupiter (interiorul, atmosfera și aurorele), a reușit mult mai mult decât atât. A colectat informații esențiale care au stat la baza misiunii Europa Clipper.

De decenii, știm că Europa, cel de-al doilea satelit galilean al lui Jupiter, este acoperit de gheață. Dar în timpul a trei apropieri din 2022, Juno a descoperit trei lucruri cheie despre această lună.

În primul rând, migrația crustei de gheață. Grație lui Juno știm azi că aceasta se mișcă în timp, ceea ce sugerează că plutește pe un strat de lichid.

În plus, datele obținute până acum de Juno indică faptul că oceanul de sub suprafață se ridică și sparge învelișul de gheață.

Nu în ultimul rând, suprafața netedă ar putea adăposti fie o crustă groasă de gheață și un ocean subțire, fie invers. Oricare ar fi cazul, ambele posibilități admit existența unor deschideri hidrotermale subacvatice, similare cu cele de pe Pământ, care sunt pline de viață.

Lecții tehnologice prețioase

Din punct de vedere tehnologic, Juno ne-a învățat enorm despre cum pot supraviețui sistemele spațiale în mediul bogat în radiație al lui Jupiter. Sonda, situată la o distanță relativ mică de Soare (de cinci ori mai departe decât Pământul), funcționează cu panouri solare, nu cu un generator radioizotop (RTG) precum cele folosite la misiunile către Saturn sau Uranus.

Când Juno zboară prin centurile de radiație, intensitatea acestora poate declanșa un semnal de alarmă, ceea ce forțează nava să intre în modul de siguranță. Acest lucru s-a întâmplat de patru ori până acum, inclusiv de două ori în 2025.

Pentru a proteja instrumentele și electronica, cele mai sensibile componente ale lui Juno sunt adăpostite într-un seif imens, de titan. Aceste straturi groase funcționează ca un scut împotriva radiației, similar cu modul în care plumbul este folosit pentru a bloca razele X pe Pământ.

Unul dintre instrumentele care nu a putut fi plasat în interiorul seifului a fost JunoCam, camera optică ce a oferit publicului cele mai spectaculoase imagini. Deoarece nu este considerat un instrument științific principal, nu a beneficiat de aceeași protecție.

După a 47-a orbită, JunoCam a început să arate semne de degradare cauzate de radiație, iar până la a 56-a orbită, aproape toate imaginile erau corupte. Echipa de la sol, formată din aproximativ 200 de tehnicieni, ingineri și oameni de știință, a observat că imaginile erau granulate, cu dungi orizontale.

Contrar așteptărilor, repararea camerei de la sute de milioane de kilometri distanță a fost posibilă. Echipa a descoperit că problema era un regulator de tensiune defect în sursa de alimentare.

Specialiștii NASA au decis să folosească încălzitorul de la bordul camerei pentru a ridica temperatura, în speranța că acest proces va remedia problema. Au ridicat temperatura la 25°C, cu 135°C mai mult decât temperatura ambientală. A funcționat. Când degradarea a reapărut, au ridicat temperatura și mai mult, iar camera și-a revenit din nou.

Viitorul incert al misiunii

Oamenii de știință de la Juno așteaptă cu nerăbdare posibilitatea de a explora regiuni neexplorate ale sistemului jovian, inclusiv lunile Thebe, Adrastea și Metis. Aprobarea unei prelungiri a misiunii ar permite aceste studii.

Lecțiile învățate de la Juno depășesc domeniul științific. După cum a notat și investigatorul principal al misiunii, Dr. Scott Bolton, Juno furnizează informații critice care ne-au învățat cum sistemele spațiale pot supraviețui și chiar pot inversa degradarea cauzată de expunerea la radiație intensă.

Paradoxal este că, după o investiție inițială de peste 1 miliard de dolari, pentru doar câteva zeci de milioane de dolari NASA ar putea menține Juno operațională pentru mai mulți ani.

Cu toate acestea, în 2025, finanțarea misiunii a fost redusă la zero. Soarta ei acum pare pecetluită. Sonda va fi direcționată către Jupiter, la fel cum Cassini a fost trimisă către Saturn la sfârșitul misiunii sale.

Acest final, deși necesar pentru a preveni contaminarea, este totuși prematur și inutil, având în vedere potențialul științific rămas. Dacă nu se va schimba ceva drastic în următoarele săptămâni, Juno va avea o moarte prematură, la fel ca o mare parte din știința NASA din 2025.