Jupiter en zijn noordelijk aurora. Combinatie van opnamen in zichtbaar (planeet) en UV (aurora) licht gemaakt door de Hubble ruimtetelescoop.
Bron Nasa/Esa. Klik op de afbeelding voor grote weergave.
Juno is ruim 3,5 ton zwaar en heeft drie enorme zonnepanelen om de energievoorziening zo ver van de Zon veilig te stellen. Ondanks hun grote oppervlak van 70 m2 leveren ze slechts 450 Watt energie, omdat de hoeveelheid invallend zonlicht bij Jupiter slechts 1/25 van die hier op Aarde is.
Een van de zonnepanelen van de sonde. Bron: Nasa. Klik op de afbeelding voor grote weergave.
Juno zal zich bij aankomst bevinden in een zeer gevaarlijke omgeving met hoge stralingsniveaus. Hoogenergetische deeltjes gieren rond in het krachtige magneetveld van de planeet. Daarom is alle gevoelige apparatuur ondergebracht in een kluis van titanium met wanden van 1 cm dik.
Schematische weergave van de 'kluis' met het instrumentarium. Bron: Nasa. Klik op de afbeelding voor grote weergave.
Juno zal in een zeer langgerekte baan om Jupiter draaien. Het perijovium is slechts 4200 km boven het wolkendek en het apojovium ligt op 3 miljoen kilometer. 37 keer zal Juno zo een 'snoekduik' over de polen tot dicht bij de bovenste lagen van de atmosfeer maken, om na 2 jaar de missie te beëindigen met een finale duik in Jupiters extreme atmosfeer waar de sonde volledig zal verbranden. Tenminste, als de automatische afremprocedure vannacht lukt, en Juno de extreme straling in de omgeving van Jupiter lang genoeg overleeft.
Het voortstuwings- / rem systeem van Juno. Bron JPL. Klik op de afbeelding voor grote weergave.
Juno is na Galileio (1995-2003) de tweede sonde die gedetailleerd onderzoek zal gaan doen naar Jupiter. Heeft de gasreus een vaste kern? Waar komen de prachtige aurora's vandaan die alleen in UV en röntgen licht goed waarneembaar zijn? Hoe sterk is het magneetveld precies en hoe is het opgebouwd? Wat is de samenstelling en de temperatuur- en drukopbouw van de atmosfeer? Hoe hard waait het op verschillende diepten in de enorm dichte atmosfeer? Uiteindelijk moeten de metingen resulteren in een veel beter begrip van de samenstelling, processen en het ontstaan van de gasreus en daarmee ook van ons zonnestelsel. Hiernaast zal Juno ook gebruikt worden om de Algemene relativiteitstheorie te testen; de grote massa en snelle rotatie van de gasreus moeten een duidelijke meetbare framedragging opleveren.
Overzicht instrumentarium. Bron: JPL. Klik op de afbeelding voor grote weergave.
- GS: De grote radioschotel DSS25 in Goldstone zend gemoduleerde signalen naar Juno die door de high gain antenne van Juno worden opgevangen en direct worden teruggestuurd naar de Aarde. Na een aantal correcties (onderlinge snelheid planeten, vertragingen in de elektronica, relativistische effecten et cetera) kan zo de omloopbaan van Juno tot op een meter nauwkeurig worden bepaald. Afwijkingen in die baan duiden op afwijkingen in het zwaartekrachtveld van Jupiter. Die afwijkingen kunnen informatie geven over de interne opbouw van Jupiter, en ondermeer een antwoord geven op de vraag of Jupiter een vaste kern heeft of niet.
- MAG: Jupiter heeft een, vergeleken met de Aarde, enorm krachtig magneetveld. Dat veld zal door MAG met grote precisie in beeld gebracht worden. Op het veld van de Aarde na, is dit de eerste keer dat een planetair magneetveld zo nauwkeurig in beeld gebracht zal worden.
- MWR: De microgolf radiometer zal de structuren en de samenstelling van de atmosfeer diep in het wolkendek van Jupiter gaan bestuderen. Het doordringend vermogen wordt geschat op 550 kilometer, waar een druk van 1000 Bar heerst. Onder andere zal de hoeveelheid water en ammoniak in de Jupiteratmosfeer gemeten worden.
- JEDI: Met deze deeltjesdetector worden hoog energetische ionen (tot 1 GeV) gemeten en hun gedrag in het magnetisch veld van de reuzenplaneet. De detector zal in staat zijn onderscheid te maken tussen waterstof, zuurstof, zwavel en andere ionen. Tevens zal Jedi aanvullende informatie kunnen geven over het 'poollicht' de prachtige aurora's aan de polen.
- JADE: Dit instrument zal ons veel meer leren over de aurora's. Het meet inkomende deeltjes met wat lagere energie (elektronen en ionen tot 30 KeV), hun energie, snelheid en richting.
- WAVES: Dit instrument zal de radio- en plasma golven (50Hz tot 40MHz) in de magnetosfeer meten en moet helpen bij het begrijpen van de interacties tussen het magneetveld en de atmosfeer.
- UVS: Met deze ultraviolet spectrograaf in het 70 tot 205-nanometer gebied zal onderzoek gedaan worden aan de aurora's van Jupiter. Wat is de precieze bron van dit fenomeen, hoe ontstaan deze aurora's?
- JIRAM: Ook dit instrument zal onderzoek doen naar de aurora's, maar ook naar de bovenlagen van de atmosfeer, dit keer in het infrarode (warmte) gebied (2 tot 5 µm). De absorptie door water en methaan zal gemeten kunnen worden en wolken in de bovenste lagen van de atmosfeer (tot ongeveer 10 bar diepte) kunnen in beeld gebracht worden.
- JunoCam: Deze camera bevat een 1600 bij 1200 pixels sensor en kan foto's in het zichtbare licht maken met een beeldhoek van bijna 60 graden. Na een complete passage ontstaat er zo een vrijwel de gehele planeet omvattende opname van Jupiter. De JunoCam heeft vier filters: RGB en een speciaal filter voor de methaanband (890 nm). JunoCam zal dus full color afbeeldingen van Jupiter maken. Welke opnamen er worden gemaakt wordt door stemming via internet bepaald. In het perijovium (op ongeveer 5000 kilometer boven het wolkendek) zal de resolutie ongeveer 15 km per pixel zijn.
Wordt vervolgd..