Concepto del artista de Juno. Imagen: NASA / JPL La historia del gigante de nuestros planetas es la historia del Sistema Solar
El objetivo principal de Juno es comprender el origen y la evolución de Júpiter. Bajo su densa cubierta de nubes, el enorme planeta guarda secretos sobre los procesos fundamentales y las condiciones que gobernaron nuestro sistema solar durante su formación. Como nuestro primer ejemplo de un planeta gigante, Júpiter también puede proporcionar conocimientos fundamentales para entender los sistemas planetarios descubiertos alrededor de otras estrellas.
Con su gama de instrumentos científicos, Juno investigará la existencia de un núcleo planetario sólido, mapeará el intenso campo magnético de Júpiter, medirá la cantidad de agua y amoníaco en la atmósfera profunda y observará las auroras del planeta. Un relevamiento de una magnitud suficiente para entretener a un científico planetario por años.
Juno nos permitirá dar un gran paso hacia adelante en nuestra comprensión de cómo se forman los planetas gigantes y del papel desempeñado por estos titanes en mantener unido el resto del sistema solar.
Concepto artístico de un sistema de estrellas jóvenes similares al nuestro. Imagen: NASA / JPL-Caltech / T. Pyle (SSC).Orígenes de Júpiter y de su interior
Todas las teorías sobre la formación del sistema solar comienzan con el colapso de una gigantesca nube de gas y polvo, o nebulosa, que en su mayor parte formó el sol en sus principios. Al igual que el Sol, Júpiter está compuesto principalmente de hidrógeno y helio, por lo que debe haberse formado en los comienzos, capturando la mayor parte del material que quedaba después que nuestra estrella se formara. Cómo sucedió esto, sin embargo, no está claro. ¿Se hizo un gran núcleo planetario primero y este capturó gravitacionalmente todo el gas, o hubo un colapso en una región inestable dentro de la nebulosa, lo que provocó la formación del planeta? Las diferencias entre estos escenarios son profundas.
Aún más importante, la composición y el papel de los planetesimales helados, o pequeños proto-planetas, en la formación planetaria, está en juego, y con ellos, el origen de la Tierra y otros planetas terrestres. Los planetesimales helados probablemente fueron los transportistas de materiales como el agua y compuestos de carbono, que son los pilares fundamentales de la vida.
A diferencia de la Tierra, la masa del gigantesco Júpiter, le permitió aferrarse a su composición original, que nos proporciona una manera de rastrear la historia de nuestro sistema solar. Juno medirá la cantidad de agua y amoníaco en la atmósfera de Júpiter y determinará si en realidad el planeta tiene un núcleo sólido, resolviendo directamente el origen de este planeta gigante y por lo tanto del sistema solar. Mediante la cartografía de los campos gravitacional y magnético de Júpiter, Juno revelará la estructura interior del planeta y medirá la masa del núcleo.
Atmósfera
Qué profundas son las zonas de colores de Júpiter, el cinturón y otras características penetrantes es una de las cuestiones fundamentales más destacadas sobre el planeta gigante. Juno determinará la estructura global y los movimientos de la atmósfera del planeta debajo de las nubes por primera vez, cartografiando las variaciones en la composición de la atmósfera, la temperatura, las nubes y los patrones de movimiento a profundidades sin precedentes.
Magnetósfera
En lo profundo de la atmósfera de Júpiter, bajo una gran presión, el gas hidrógeno se comprime en un líquido conocido como hidrógeno metálico. En estas grandes profundidades, el hidrógeno se comporta como un metal conductor de la electricidad que se cree que es la fuente del intenso campo magnético del planeta. Este entorno magnético de gran alcance crea las más brillantes auroras en nuestro sistema solar, como las partículas cargadas precipitando hacia abajo en la atmósfera del planeta. Juno directamente muestreará las partículas cargadas y los campos magnéticos cerca de los polos de Júpiter, por primera vez, al mismo tiempo observará las auroras en la luz ultravioleta producidas por la cantidad extraordinaria de energía estrellándose en las regiones polares. Con estas investigaciones se espera mejorar considerablemente nuestra comprensión de este fenómeno notable, y también de objetos magnéticos similares, como las estrellas jóvenes con sus propios sistemas planetarios.
La conexión de Juno con la mitología
En la mitología griega y romana, Júpiter dibujó un velo de nubes alrededor de sí mismo para ocultar su promiscuidad. Fue la esposa de Júpiter, la diosa Juno, quien fue capaz de mirar a través de las nubes y revelar la verdadera naturaleza de Júpiter. La nave espacial Juno también mirará más allá de las nubes para ver lo que el planeta está haciendo, no buscando signos de mal comportamiento, pero ayudándonos a entender la estructura del planeta y su historia.
Trayectoria interplanetaria de Juno. Imagen: NASA / JPL.Línea de tiempo de la misión:
Lanzamiento: agosto 2011
Sobrevuelo de la Tierra asistido por la gravedad: octubre 2013
Llegada a Júpiter: julio 2016
Fin de la misión (salida de órbita): octubre 2017
Lanzamiento: agosto 2011
Sobrevuelo de la Tierra asistido por la gravedad: octubre 2013
Llegada a Júpiter: julio 2016
Fin de la misión (salida de órbita): octubre 2017
La misión Juno es la segunda nave espacial diseñada en el programa Nuevas Fronteras de la NASA. La primera fue la misión New Horizons de Plutón, lanzada en enero de 2006 y programada para llegar a la luna de Plutón, Caronte, en 2015. El programa ofrece oportunidades para llevar a cabo varias misiones de clase media identificadas como objetivos de máxima prioridad en el Solar System Exploration Survey para la década, realizado por la Junta de Estudios Espaciales del Consejo de Investigación Nacional en Washington.
El Laboratorio de Propulsión Jet de la NASA en Pasadena, California, dirige la misión Juno. El Investigador Principal es el Dr. Scott Bolton del Southwest Research Institute en San Antonio, Texas. Lockheed Martin, de Denver, está construyendo la nave espacial. La Agencia Espacial Italiana aporta un instrumento, el espectrómetro de infrarrojo y una parte del experimento científico de radio.
La nave Juno y sus instrumentos
Instrumentos científicos de Juno. Imagen: NASA / JPLSistema de vuelo y carga útil de Juno
Está previsto el lanzamiento de Juno a bordo de un cohete Atlas V-551 desde Cabo Cañaveral, Florida, en agosto de 2011, alcanzando Júpiter en julio de 2016. La nave orbitará 32 veces en torno a Júpiter, volando con una precisión de 4.800 kilómetros por encima de las nubes del planeta, por aproximadamente un año.
Juno utiliza una nave espacial girando con energía solar en una órbita polar muy elíptica que evita la mayoría de las regiones de alta radiación de Júpiter. Los diseños de los instrumentos individuales son sencillos y la misión no requiere el desarrollo de cualquier nueva tecnología.
La carga útil científica de Juno incluye:
Un sistema de ciencia para gravedad y radio
Un radiómetro de microondas de seis longitudes de onda para sondeo y composición de la atmósfera.
Un magnetómetro vectorial.
Detectores de partículas energéticas y de plasma.
Una experimento de ondas radio/plasma.
Un espectrómetro de imágenes en ultravioleta.
Un espectrómetro de imágenes en infrarrojo.
La nave espacial también llevará una cámara de color para proporcionar al público la primera visión detallada de los polos de Júpiter.
Un sistema de ciencia para gravedad y radio
Un radiómetro de microondas de seis longitudes de onda para sondeo y composición de la atmósfera.
Un magnetómetro vectorial.
Detectores de partículas energéticas y de plasma.
Una experimento de ondas radio/plasma.
Un espectrómetro de imágenes en ultravioleta.
Un espectrómetro de imágenes en infrarrojo.
La nave espacial también llevará una cámara de color para proporcionar al público la primera visión detallada de los polos de Júpiter.
Rotación de la nave espacial
Para Juno, como la primera nave Pioneer de la NASA, girar la nave hace que su orientación espacial sea muy estable y fácil de controlar. Justo después del lanzamiento, y antes de que se desplieguen sus paneles solares, Juno pondrá en marcha su giro por los motores cohete todavía conectados sobre su cohete elevador de la segunda etapa. Mientras orbite Júpiter, la nave girará barriendo los campos de visión de sus instrumentos a través del espacio una vez por cada rotación. A tres rotaciones por minuto, los campos de visión de los instrumentos barrerán a través de Júpiter alrededor de 400 veces en las dos horas que le tomará volar de polo a polo.
Energía Solar
La órbita de Júpiter está cinco veces más lejos del Sol que la de la Tierra, por lo que el planeta gigante recibe 25 veces menos luz solar que la Tierra. Juno será la primera nave espacial impulsado por energía solar diseñada para funcionar a una distancia tan alejada del sol, por lo que la superficie de paneles solares para generar energía suficiente es bastante grande. Tres paneles solares se extienden hacia fuera del cuerpo hexagonal de Juno, dando a la nave en general una amplitud de más de 20 metros. Los paneles solares se mantendrán en la luz solar continua desde su lanzamiento hasta el final de la misión, a excepción de unos pocos minutos durante el sobrevuelo de la Tierra. Antes del lanzamiento, los paneles solares serán doblados en cuatro segmentos con bisagras para que la nave puede encajar en el vehículo de lanzamiento.
Juno se beneficia de los avances en el diseño de células solares con células modernas que son un 50 por ciento más eficientes y tolerantes a la radiación que las células de silicio disponibles para las misiones espaciales de hace 20 años. Las necesidades de energía de la misión son modestos, con los instrumentos científicos que requieren máxima energía sólo seis horas de cada órbita de 11 días (durante el período de máxima aproximación al planeta). Con un diseño de la misión que evite cualquier eclipse por Júpiter, se reduce al mínimo la exposición a radiaciones perjudiciales y permite que todas las mediciones científicas sean tomadas con los paneles solares hacia el sol, la energía solar es la solución perfecta para Juno.
Bóveda electrónica
Juno evitará las regiones de más alta radiación de Júpiter, acercándose más al norte, cayendo a una altitud por debajo de los cinturones de radiación del planeta -que son análogos a los cinturones de Van Allen de la Tierra, pero mucho más mortíferos- y saliendo posteriormente por el sur. Para proteger la electrónica sensible de la nave espacial, Juno llevará la primera bóveda electrónica blindada contra la radiación, una característica fundamental para permitir la exploración sostenida en un entorno de tan fuerte radiación. Esta característica de la misión es importante para Visión para la Exploración Espacial de la NASA, que aborda la necesidad de protección contra las radiaciones duras en entornos espaciales más allá de la seguridad de la órbita terrestre baja.
Fuente:
The Juno Mission (NASA/JPL)
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