После официального продления летом прошлого года работы юпитерианского зонда «Юнона» до 2021 года получилось, что половина ее миссии выпала на декабрь. И с начала работы на орбите в 2016 году появляются все новые научные результаты.


Облако в виде дельфина на Юпитере, фото NASA

Нестрашная проблема

По первоначальному плану, «Юнона» должна была перейти с 53-дневной промежуточной орбиты на рабочую с периодом 14 суток. Однако проблема с клапанами наддува гелия привела к тому, что зонд остался на промежуточной 53-дневной орбите. К счастью, ее параметры были заранее выбраны такими, что аппарат пролетал над различными участками планеты, пусть и медленнее, чем по исходному плану.


Изображение: NASA

После семнадцатого перииовия (самой нижней точки орбиты) «Юнона» прошла над всей поверхностью Юпитера с интервалами 22,5° (зеленые линии на картинке слева). Это позволило составить трехмерную карту, пусть и с невысоким разрешением. Витки второй половины миссии (пурпурные линии по центру картинки) будут расположены между витками первой половины, что позволит повысить разрешение карты на основании проходов с интервалами 11,25°. Также естественные изменения орбиты приведут к тому, что зонд будет проходить ближе к северному полюсу Юпитера, и это очень удачно, потому что именно там самая интересная магнитосфера.

Больше полюсов

Прежде всего, «Юнона» позволила получить гораздо более качественную карту магнитосферы. Собственно говоря, это и была одна из основных задач аппарата.


Карта магнитного поля до «Юноны» (сверху) и по ее данным, изображение NASA

До «Юноны» магнитосфера Юпитера представлялась как аналог земной, с выделенными северным и южным полюсами, только сильнее. Но это оказалось совсем не так. У Юпитера обнаружили полосу вместо полюса в северном полушарии, «большое синее пятно», практически второй южный полюс, но на экваторе и очень простую структуру магнитосферы в южном полушарии.


Карта магнитных линий Юпитера. A — полоса вместо северного полюса, b — простой южный полюс, c — «большое синее пятно», изображение NASA/Nature

Почему магнитосфера такая сложная? Уже первые результаты показали, что у Юпитера внутри нечто, похожее на огромное нечеткое ядро. Металлический водород, который и создает магнитное поле, может принимать сложные формы, которые, очевидно, отвечают за необычную магнитосферу.


Предположительное строение Юпитера, изображение NASA

Радиация

Любопытные результаты получены при наблюдении радиационных поясов. Прежде всего, оказалось, что их интенсивность ниже расчетной. Это хорошая новость для «Юноны» — зонд может проработать дольше.


Траектория аппарата (слева) и результаты измерений в сравнении с расчетными, изображение NASA

Также «Юнона» обнаружила еще один радиационный пояс у Юпитера, расположенный очень близко к уровню облаков и состоящий из атомов, которые когда-то вылетели из вулканов Ио, ближайшего из галилеевых спутников Юпитера.


Еще один радиационный пояс, изображение NASA

Камера-многостаночница

Звездный датчик, основной задачей которого является определение положения аппарата по звездам, параллельно решает сразу несколько научных задач.


Слева: схема звездного датчика с анимацией помех, справа — изображение, полученное с матрицы. Иллюстрация NASA

Во-первых, несмотря на все экранирование, электроны высоких энергий пробиваются сквозь защиту и оставляют свои следы на матрице в виде «снега». Бортовой компьютер справляется с навигацией, отсеивая этот шум, но вот ученые используют степень засветки изображения для измерения интенсивности радиационных поясов — яркость засветки подсчитывается и на ее основе вычисляется радиационная обстановка, сквозь которую летит «Юнона».


Изображение NASA

Во-вторых, именно звездный датчик сделал первые фотографии кольца Юпитера изнутри. На фото выше фотография кольца Юпитера, сделанная с широты 55°. Хорошо видно, что у кольца есть структура.


Изображение NASA

А вот это изображение — фотография полярного сияния с самого близкого расстояния, всего 60 тысяч километров над облаками. Звездный датчик запечатлел не только сложную структуру полярного сияния, но и одну из множества юпитерианских молний (яркий круг справа-внизу). Кстати, именно «Юнона» смогла определить, в чем состоит различие молний на Юпитере и Земле. Дело в том, что на Земле молний больше в районе экватора — Солнце там сильнее нагревает Землю, порождая конвекцию и грозы. А на Юпитере, наоборот, молний больше на полюсах. В пять раз большая удаленность Юпитера от Солнца означает, что на его долю выпадает 1/25 солнечной энергии. Но этого хватает, чтобы на экваторе теплые верхние слои атмосферы останавливали конвекцию. А вот на полюсах атмосфера перемешивается активнее, создавая условия для гроз.

Искусство и наука

Камера Junoсam превзошла ожидания инженеров — вместо 7 витков она работает уже 17 и пока не показывает признаков износа. И благодаря ей мы получаем не только красивые фотографии (вообще, ее основное назначение — пиар и популяризация), но и данные для будущей научной работы. Например, интерес представляет дымка на высоких широтах — из каких частиц она состоит?



А белые полосы на этой фотографии — «приподнятые» штормы (при боковом освещении они отбрасывают тень, значит, располагаются выше соседних облаков), физика появления которых пока что тоже не ясна.



Ну и, конечно, изображения с Junocam позволяют получать совершенно фантастические картины пролета над планетой.


А видимые циклоны в околополярной области получают трехмерную структуру по данным инфракрасного прибора JRAM

Заключение

18 перииовий уже завтра, 12 февраля, ждем новых красивых фотографий и интересных научных данных.