إطلاق مركبة الفضاء جونو التابعة لناسا في رحلة بين الكواكب لمراقبة كوكب المشتري

مفهوم فنان لمركبة جونو الفضائية في مدار حول كوكب المشتري. الائتمان: ناسا

في 5 آب (أغسطس) 2011 ، ناساأطلقت مركبة الفضاء جونو في رحلة بين الكواكب مدتها خمس سنوات وأخذتها إلى الكوكب العملاق كوكب المشتري. يدير مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا بكاليفورنيا مهمة جونو وعملياتها. كان الهدف من المركبة الفضائية هو الدخول في مدار حول الكوكب واستخدام مجموعتها من الأدوات العلمية والكاميرات لمراقبة الغلاف الجوي لكوكب المشتري وجاذبيته ومجالاته المغناطيسية. يمكن أن يكشف فهم خصائص الكوكب عن أدلة حول نشأته وتطوره. وصل جونو إلى كوكب المشتري في يوليو 2016 ودخل في مدار قطبي إهليلجي حول الكوكب. وتواصل ملاحظاتها لأكبر كوكب في مجموعتنا الشمسية ، وتعيد صوراً مذهلة لعملاق الغاز ، حتى يومنا هذا.

كوكب المشتري هو كوكب غازي عملاق كبير جدًا بحيث يمكن لجميع الأجسام الأخرى في النظام الشمسي ، باستثناء الشمس ، أن تتسع داخله. مع وجود 79 قمراً يدور حول الكوكب ، فإن نظام جوفيان يشبه نظامًا شمسيًا صغيرًا. على الرغم من أن كوكب المشتري هو واحد من خمسة كواكب في نظامنا الشمسي يمكن رؤيتها بالعين المجردة ، إلا أن أقماره ظلت غير مكتشفة حتى عام 1610 عندما كان عالم الفلك الإيطالي لاحظ جاليليو جاليلي أكبر أربعة أقمار لكوكب المشتري باستخدام تلسكوبه محلي الصنع. اليوم ، يشار إليها باسم الأقمار الصناعية الجليل ، والتي سميت على اسم مكتشفها. على مر القرون ، كشفت التلسكوبات الأفضل تدريجيًا ، ولاحقًا أدوات أخرى ، عن بعض ألغاز كوكب المشتري ، مثل البقعة الحمراء العظيمة والعصابات متعددة الألوان في غلافه الجوي. ازدادت معرفتنا بالكوكب عدة أضعاف مع أول لقاءات تحليق للمركبة الفضائية في السبعينيات ، (بايونير 10 و 11 و فوييجر 1 و 2) خاصة مع جاليليو المسبار المداري والغلاف الجوي في التسعينيات والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين. قامت العديد من المركبات الفضائية الأخرى (Ulysses و Cassini-Huygens و New Horizons) برصد الكوكب العملاق أثناء استخدام جاذبيتها لتسريعها إلى وجهات أخرى في النظام الشمسي. على عكس المركبات الفضائية السابقة التي زارت كوكب المشتري ، تعتمد جونو على الطاقة الشمسية بدلاً من الطاقة النووية ، حيث تحمل ثلاثة من أكبر الألواح الشمسية الموضوعة على الإطلاق على مركبة فضائية بين الكواكب.

رسم تخطيطي لجونو ومجموعة أدواتها العلمية. الائتمان: ناسا

لإجراء ملاحظاته ، يحمل جونو مجموعة من تسعة أدوات.

مقياس إشعاع الميكروويف (MWR): لقياس وفرة الماء والأمونيا في الطبقات العميقة من الغلاف الجوي لكوكب المشتري والحصول على درجة حرارة الغلاف الجوي.
Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM): مطياف لتوفير صور للشفق القطبي في الغلاف الجوي العلوي لكوكب المشتري.
مقياس المغناطيسية (MAG): لرسم خريطة للمجال المغناطيسي للمشتري ولتحديد ديناميكيات باطن الكوكب.
علوم الجاذبية (GS): لرسم خريطة لتوزيع الكتلة داخل المشتري عن طريق قياس تغيرات دوبلر في الإشارات الراديوية للمركبة الفضائية.
تجربة توزيعات Jovian Auroral (JADE): لقياس التوزيع الزاوي والطاقة ومتجه السرعة للأيونات والإلكترونات عند قليل الطاقة الموجودة في الشفق القطبي لكوكب المشتري.
جهاز جوفيان للكشف عن الجسيمات النشطة (JEDI): لقياس التوزيع الزاوي والطاقة ومتجه السرعة للأيونات والإلكترونات عند متوسط الطاقة الموجودة في الشفق القطبي لكوكب المشتري.
مستشعر موجات الراديو والبلازما (موجات): إلى iتحديد مناطق التيارات الشفقية التي تحدد انبعاثات جوفيان الراديوية وتسارع الجسيمات الشفقية.
مطياف الأشعة فوق البنفسجية (UVS): لتوفير صور طيفية للانبعاثات الشفقية فوق البنفسجية في الغلاف المغناطيسي القطبي.
JunoCam (JCM): كاميرا / تلسكوب ضوء مرئي لدراسة ديناميكيات غيوم كوكب المشتري ، ولتسهيل التعليم والتواصل.

تماثيل LEGO الثلاثة التي تصور
ألصق الإله الروماني جوبيتر وزوجته جونو وعالم الفلك جاليليو على مركبة جونو الفضائية. الائتمان: ناسا

بالإضافة إلى أدواتها العلمية ، تحمل جونو عنصرين لهما أهمية تاريخية وتعليمية. تصور لوحة قدمتها وكالة الفضاء الإيطالية صورة لغاليليو ونصًا بخط يد جاليليو ، تم كتابته في يناير 1610 ، أثناء مراقبة ما سيعرف لاحقًا باسم أقمار جاليليو ، أكبر أربعة أقمار صناعية طبيعية لكوكب المشتري. كجزء من برنامج التوعية والتوعية المشترك بين وكالة ناسا ومجموعة LEGO لإلهام الأطفال لاستكشاف العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات ، تحمل مركبة جونو الفضائية ثلاثة تماثيل صغيرة من LEGO تمثل الإله الروماني جوبيتر وزوجته جونو وجاليليو ، يحمل تلسكوب.

مسار جونو من الأرض إلى المشتري. الائتمان: ناسا

أطلقت المركبة الفضائية جونو في 5 أغسطس 2011 من محطة كيب كانافيرال الجوية ، وهي الآن محطة كيب كانافيرال للقوة الفضائية في فلوريدا ، فوق صاروخ أطلس V 551. بعد ساحل مدته 45 دقيقة في مدار وقوف السيارات ، انطلقت المرحلة العليا من صاروخ Centaur للصاروخ للمرة الثانية لإرسال جونو في رحلته بين الكواكب. أطلقت المركبة الفضائية صفائفها الشمسية الثلاثة الكبيرة لتشغيل أنظمتها. أكملت أول مناورة تصحيح منتصف المسار في 1 فبراير 2012 ، تلتها مناورتان في الفضاء السحيق في 30 أغسطس و 14 سبتمبر قبل أن تعود إلى النظام الشمسي الداخلي. في 9 أكتوبر 2013 ، مرت جونو على بعد 345 ميلًا من الأرض ، مما جعل أقرب اقتراب لها قبالة سواحل جنوب إفريقيا. على الرغم من أن الغرض الرئيسي من تحليق الأرض كان زيادة سرعة جونو من 78000 ميل في الساعة إلى 93000 ميل في الساعة لإرسالها نحو المشتري ، فقد قام مراقبو المهمة بتنشيط العديد من أدوات المركبة الفضائية. بعد تصحيح مسار إضافي في 3 فبراير 2016 ، في 27 مايو عبر جونو من مجال تأثير جاذبية الشمس إلى كوكب المشتري ، وفي 30 يونيو دخل الغلاف المغناطيسي الواسع لكوكب المشتري.

صورة بالأشعة تحت الحمراء للشفق القطبي للمشتري ، أو الأضواء الجنوبية ، التقطت خلال الأول
اقتراب قريب من الكوكب ، أو قرب 1 ، في أغسطس 2016. Credit: NASA

في 4 يوليو 2016 ، بعد رحلة بحرية لمدة خمس سنوات من الأرض ، أطلق جونو محركه الرئيسي لمدة 35 دقيقة لدخول مدار قطبي إهليلجي حول كوكب المشتري بفترة أولية مدتها 53 يومًا. بدأ المتحكمون في تنشيط أدوات جونو خلال الأيام والأسابيع التالية. في 27 أغسطس ، قامت المركبة الفضائية بأول ممر قريب لها ، أو في الحضيض ، على ارتفاع 2610 ميلًا فوق قمم السحابة لكوكب المشتري مع تنشيط مجموعة كاملة من الأدوات. خلال اقترابها الثاني من الإغلاق في 19 أكتوبر ، دخلت المركبة الفضائية في الوضع الآمن بسبب حالة شاذة أثرت على محركها الرئيسي. منع هذا الشذوذ إطلاق المحرك الرئيسي لتغيير مسار المركبة الفضائية إلى مدار 14 يومًا المخطط له من أجل الملاحظات العلمية. على الرغم من هذه المشكلة ، واصل جونو مهمته العلمية في مدار 53 يومًا الأصلي ، وكان التغيير الرئيسي هو أن الملاحظات القريبة تحدث بشكل أقل مما كان متوقعًا. على الرغم من البيئة الإشعاعية الشديدة حول كوكب المشتري ، خاصةً القاسية خلال لقاءات بيريجوف ، ظلت أنظمة وأدوات جونو سليمة. في يونيو 2018 ، مددت ناسا مهمة جونو حتى يوليو 2021.

تكوينات السحب المضطربة في منتصف شمالي كوكب المشتري
خطوط العرض خلال 20 دقيقة تقريبًا في مايو 2019. Credit: NASA

في 7 حزيران (يونيو) 2021 ، خلال مواجهته الرابعة والثلاثين في الفترة القريبة من المجيء ، طار جونو على بعد 645 ميلًا من جانيميد ، أكبر قمر لكوكب المشتري وفي الواقع أكبر قمر في المجموعة الشمسية. كان هذا هو أقرب لقاء للمركبة الفضائية منذ أن حلقت المركبة الفضائية جاليليو بالقرب من جانيميد في مايو 2000. مع استمرار صحة جونو ، ولتلبية طلب العلماء لدراسة أقمار المشتري الكبيرة ، منحت وكالة ناسا تمديد مهمة ثانية حتى سبتمبر 2025. غيرت جاذبية جانيميد مدار جونو ، تم تقليص فترتها من 53 يومًا إلى 43 يومًا وإعداد لقاء مستقبلي مع أوروبا في سبتمبر 2022. ستقلل هذه الرحلة الجوية من فترة جونو المدارية إلى 38 يومًا وستقيم لقاءات مع آيو في ديسمبر 2023 وفبراير 2024 ، مما يقلل من الفترة المدارية للمركبة الفضائية إلى 33 يومًا. يواصل جونو إعادة صور مذهلة ومعلومات علمية عن كوكب المشتري وبيئته.