فضاپیمای جونو در مدار سیاره مشتری

مشتری یک غول گازی و بزرگ‌ترین و خشن‌ترین سیاره منظومه شمسی است. تا کنون فضاپیماهای مختلف اطلاعاتی در مورد آن داده‌اند. اینک فضاپیمای جونو پس از یک سفر حماسی پنج ‌‌ساله و طی 1,4 میلیارد مایل مسافت بین زمین و مشتری،‌ عاقبت در 4 ژولای 2016 کاملاً سالم در مدار مشتری قرار گرفته و آماده مأموریت‌های شناسایی بعدی است. سفر بدون بازگشت جونو، سخت‌ترین مأموریت ناسا تا کنون بوده است. بررسی رازهای درون مشتری، وجود هسته سخت در زیر آتمسفر گرم و متراکم آن، مقدار احتمالی آب، ‌علت میدان‌های مغناطیسی وسیع، شفق‌های قطبی قدرتمند، علت وجودی لکه بزرگ قرمز و نیز پی بردن به راز تشکیل مشتری و منظومه شمسی از اهداف مهم این سفر اکتشافی می‌باشد.

جونو و  پیوستن به مشتری سیاره مشتری

«سیاره مشتری» (Jupiter) یک غول گازی در مجموعه منظومه شمسی است که می‌توان آن را از روی زمین بدون تلسکوپ دید. این سیاره پنجمین سیاره منظومه شمسی از خورشید و بزرگ‌ترین آنها است. حجم مشتری یک‌هزارم خورشید ولی 2,5 برابر مجموع دیگر سیاره‌های منظومه است و در کنار اورانوس و نپتون، ‌غول‌های یخ‌زده منظومه می‌باشند. مشتری بقدری بزرگ است که می‌توان هزار سیاره به اندازه زمین را در کمربند استوایی آن قرار داد. گردش سیاره به دور خورشید 12 سال زمین طول می‌کشد. مشتری اولین سیاره‌ای است که توسط بابلی‌های قدیم در 8 قرن قبل از میلاد شناسایی شده است. گفته می‌شود مشتری اولین سیاره‌ای است که در منظومه شمسی تشکیل شده است. هنوز کسی نمی‌داند مشتری در کجا و چگونه شکل گرفته است. شاید در بدو پیدایش در نزدیکی خورشید شکل گرفته و پس از میلیون‌ها سال به مکان فعلی آمده باشد. آیا می‌توان به این پرسش و هزاران پرسش دیگر از قبیل جاذبه، مگنتوسفر، وضعیت آب و هوا و... در مشتری پاسخ گفت؟

ظاهراً مشتری از هیدروژن و هلیوم ساخته شده و هلیوم یک‌چهارم وزن و یک‌دهم مولکول‌های آن را تشکیل می‌دهد. چه بسا سیاره هسته سخت‌تری نیز داشته باشد ولی این سیاره همچون دیگر سیاره‌های غول‌پیکر منظومه شمسی سطح سفتی ندارد و منطقه قطبی آن به دلیل سرعت چرخش بالا حالت پخ‌شدگی نشان می‌دهد. جو اطراف سیاره، نوارهای متعدد با ارتفاع‌های مختلف دارد. نتیجه تعامل مرزهای این مناطق و نوارها، آشفتگی‌ها و طوفان‌هایی است که شاهد آن هستیم. یکی از نتایج برجسته این گونه طوفان‌ها «لکه قرمز بزرگ» شبیه یک گردباد چشم‌مانند با قطر 3,5 برابر زمین است که در سطح سیاره دیده می‌شود (تصویر). این لکه برای اولین بار در قرن 17 توسط تلسکوپ دیده شد و تا کنون در این سیاره وجود دارد.

اطراف مشتری را سیستم ضعیف حلقه سیاره‌ای و یک مگنتوسفر قوی فرا گرفته است. مشتری حداقل 67 قمر دارد. از جمله 4 تا از قمرهای مشتری را گالیله در سال 1610 رصد کرده است. بزرگ‌ترین قمر مشتری «گانیمد» با قطری بزرگ‌تر از سیاره عطارد است. اطراف مشتری را ابرهای طوفانی عظیم و چرخنده‌ فرا گرفته بطوری که در منظومه شمسی عظیم‌ترین شفق‌ها را تولید می‌کند. شفق‌هایی که چندین برابر روشن‌تر از شفق‌های زمینی هستند. هنوز کسی نمی‌داند آیا در زیر این طوفان‌های گاز، جسم جامدی هم وجود دارد؟ و چه چیزی میدان‌های مغناطیسی عظیم اطراف آن را ایجاد می‌کند؟

«اسکات بولتون» دانشمند اصلی فضانورد جونو در مورد مشتری می‌گوید: «یک غول است،‌ بی‌رحم است. ناآرام است. این سیاره به سرعت گرد خود می‌چرخد و جاذبه آن شبیه سنگ‌قلاب عمل می‌کند که سنگ‌ها، گرد و غبار، الکترون‌ها و اجرام را به اطراف پرتاب می‌کند. هر چیزی که به آن نزدیک شود اسلحه آن می‌شود»

فضاپیمای جونو

تا کنون چند بار فضای اطراف مشتری توسط فضاپیماهای روباتی مختلف از قبیل «پایونیر»، «ووایاجر فلابای» و «گالیلئو اوربیتر» بررسی شده است. چهل سال پیش پایونیر به 81 هزار مایلی مشتری رسید و اولین تصویر نزدیک مشتری را گرفت و علاوه بر نشان دادن «لکه بزرگ قرمز» در سطح مشتری، نشان داد که ظاهر مخطط این سیاره ناشی از آب و هوای آن است. فضاپیماهای ووایاجر شرایط آتشفشانی قمر دورنی این سیاره یعنی Io را بررسی کرده و نشان دادند که سطح این قمر یخزده است و در زیر آن اقیانوس مایعی قرار دارد. از آن زمان می‌دانیم که حلقه قمرمانند مشتری متشکل از اکسیدگوگرد و ناشی از شرایط آتشفشانی قمر Io است. میدان مغناظیسی مشتری غبارهای سطح این قمر را به درون می‌کشد و به آنها شتاب می‌دهد و منجر به تشعشعات محضر بفرد مشتری می‌شود. فضاپیمای گالیله در سال 2003 از مشتری نقشه‌برداری کرد و قرار بود به قلب مشتری بزند ولی در اثر فشار و حرارت زیاد از بین رفت.

در سال 2007 فضاپیمای «نیوهورایزون» به مشتری نزدیک شد. این فضاپیما از جاذبه این سیاره استفاده کرد تا سرعت خود را افزایش داده و مسیرش را به سمت سیاره پلوتون تغییر دهد. آخرین فضا‌پیما با مأموریت مطالعه مستقیم این سیاره، «جونو» (Juno) است. جونو نام یک الهه رومی و همسر ژوپیتر است. این فضاپیمای 890 میلیون یورویی، مجهز به ادواتی است که می‌تواند اطلاعاتی از قلب این سیاره بدست آورد. بدیهی است که بدنه آن مجهز و قادر است به فاصله 2600 مایلی بالای ابرهای مشتری پرواز کند که 3 هزار مایل نزدیک‌تر از فاصله‌ای است که توسط فضاپیماهای دیگر پیموده شده است.

در سال 2001 پروفسور «استن کولی» و پروفسور «اما بونس» از دانشگاه لایسستر مقاله‌ای منتشر کرده و اظهار داشتند که شفق‌های قطبی سیاره مشتری در نتیجه ترکیبی از گردش سریع سیاره و مواد آتشفشانی بوجود می‌آید که از ماه آن Io فوران می‌کند. این نکته مورد توجه ناسا قرار گرفت و تیم دانشمندان لایسستر را دعوت کردند تا پروژه جاه‌طلبانه‌ای را اجرا کنند. اکنون و با قرار گرفتن فضاپیمای جونو در مدار سیاره مشتری وقت آن است که صحت این تئوری‌ها از نزدیک بررسی شود.

فضاپیمای جونو با وزن 3,5 تن در سال 2011 به فضا و به سمت سیاره مشتری پرتاب گردید تا با سرعت 160 مایل در ساعت مسافت 1,4 میلیارد مایلی بین زمین و مشتری را بپیماید. فضاپیما پس از این سفر حماسی 5 ساله، در روز 4 ژولای 2016 بصورت کاملا سالم در مدار مشتری قرار گرفته و در نزدیک‌ترین فاصله تجربه شده با کمربند تشعشعی این سیاره قرار دارد و به همین دلیل مجهز به یک گنبد تیتانیومی 172 کیلویی برای محافظت از مغز الکترونیکی آن است. انرژی این فضاپیما از طریق سه پره اطراف فضاپیما و از خورشید گرفته می‌شود. پس از قرار گرفتن فضاپیما در مدار مشتری، هلهله شادی دانشمندان ناسا برخاست. این مأموریت را می‌توان بزرگ‌ترین دستاورد ناسا و دانشمندان تا کنون دانست.

جونو اینک آماده مأموریت‌های بعدی است. این مأموریت 20 ماه طول می‌کشد و در این مدت 37 بار دور مشتری می‌چرخد و اطلاعات خود را تکمیل می‌کند. نتایج حاصل از مأموریت جونو بصورت معنی‌داری دانش ما در مورد این سیاره را تغییر می‌دهد. از جمله اهداف این سفر اکتشافی، بررسی رازهای درون مشتری، وجود هسته سخت در زیر آتمسفر گرم و متراکم آن، وجود و مقدار احتمالی آب در آن، ‌علت میدان‌های مغناطیسی وسیع و شفق‌های قطبی قدرتمند آن و عاقبت پی بردن به راز تشکیل مشتری و منظومه شمسی است. فضاپیمای جونو علاوه بر اندازه‌گیری‌های علمی خود مجهز به دوربینی است که طی سال آینده تصاویری از نزدیک از سطح سیاره می‌گیرد. امید میرود این مأموریت معلوم سازد که چرا لکه قرمز بزرگ دائماً رو به تحلیل میرود و کوچک‌ می‌شود.

احتمال خطا

سخت‌ترین مرحله مأموریت فضاپیما ورود به مدار مشتری است. کسی نمی‌داند آیا این فضاپیما می‌تواند در برابر تشعشعات و آشفتگی‌های سطحی در چنین فاصله نزدیکی به مشتری دوام بیاورد. جونو باید در برابر میدان شدید مغناطیسی و نوسانات گرانشی این سیاره و نیز آوار اجسام فضایی آن تاب بیاورد. به همین دلیل این یک قمار است. بعلاوه جونو مجهز به یک گنبد تیتانیومی است که از ابزارهای حساس و ارزشمند آن بویژه مغز الکترونیکی آن در برابر این گونه حوادث محافظت می‌کند. جونو با چنین وضعیتی قصد دارد به مشتری نزدیک شود و داده‌های خود را بگیرد و عقب بیاید.

سیگنال‌های ارسالی از زمین 48 دقیقه طول می‌کشد به کنترل‌کننده‌های مأموریت در آزمایش ناسا در جنوب کالیفرنیا برسند. بنابرین اگر چیزی بصورت غلط پیش برود، کاری از دست آنها ساخته نیست. «استیو لوین» دانشمند ناسا می‌گوید: «مشتری بزرگ‌ترین و بدترین سیاره منظومه شمسی است و بزرگ‌ترین و بدترین تشعشعات و بزرگ‌ترین و بدترین میدان‌های مغناطیسی را دارد. تا کنون هیچ فضاپیمایی تا این فاصله نزدیک مشتری نشده و خود را به کمربندهای تشعشعی آن نزدیک نکرده است»

بازگشت مجدد جونو

پس از اتمام مأموریت، سرنوشت جونو چه می‌شود. آیا به زمین باز می‌گردد؟ خیر. پس از اجرای مأموریت به جو مشتری هدایت شده و آتش می‌گیرد تا از برخورد احتمالی آن با ماه‌های سیاره ممانعت شود. یکی از ماه‌های سیاره مشتری «اروپا» نام دارد و دانشمندان علاقه دارند میکروب‌هایی به آن وارد کنند. اهداف اکتشافی بعدی این سیاره شامل شناسایی احتمالی یک اقیانوس مایع پوشیده از یخ در این قمر مشتری است.

https://en.wikipedia.org/wiki/Jupiter

http://www.telegraph.co.uk/news/2016/07/04/juno-mission-everything-you-need-to-know-about-nasas-daring-miss/

http://www.tabnak.ir/fa/news/604753/ چگونه-جونو-راز-بزرگ-منظومه-شمسی-را-حل-می‌کند ‌

استفاده از مطالب سايت با ذكر منبع مجاز است                   مرتضی بیکی                                                                        ferimora@gmail.com                 تماس با سايت |