Nauka

Dziś Jowisz, jutro jego księżyce – czy jest na nich życie?

Sonda kosmiczna Juno dziś o 5.18 polskiego czasu weszła na orbitę Jowisza. To była ekstremalnie szybka i ultraprecyzyjna akcja. Przed sondą krótki, acz intensywny żywot zakończony samobójczym lądowaniem we wnętrzu gazowego olbrzyma. Co dalej? Misja ku księżycom Jowisza – przygotowywana także przez Polskę.

Autorka: Aleksandra Stanisławska

Naukowcy NASA wykazali się nieco perwersyjnym poczuciem humoru, posyłając ku Jowiszowi jego żonę Junonę (czyli Juno po angielsku). Nawet władca bogów musiał zapewne zadrżeć na myśl o tym, co przybywająca w odwiedziny do niego małżonka zastanie na miejscu. Gazowego giganta okrążają bowiem księżyce Galileuszowe, nazwane imionami jego mitologicznych kochanków płci obojga: Io, Europa, Ganimedes i Kallisto. Na tym nie kończy się jednak dowcip inżynierów NASA, którzy na pokładzie bezzałogowej sondy posłali… troje pasażerów. Są to figurki Lego: Galileusz z teleskopem, Jowisz i Junona.

Dodatkowo spece z NASA wykazali się niezwykłą starannością w planowaniu misji. Moment wejścia sondy na orbitę Jowisza wypadł dokładnie 4 lipca, a więc w amerykańskim Dniu Niepodległości (u nas był już wtedy 5 lipca). Chylę czoła nad tym marketingowym majstersztykiem, pod którym kryje się naprawdę interesująca i trudna misja kosmiczna. Może ona m.in. znaleźć odpowiedzi na pytania o początki Układu Słonecznego.

– Z Juno rozwiążemy zagadkę silnego promieniowania w pasach radiacyjnych Jowisza, co pomoże nam nie tylko zajrzeć do wnętrza planety, ale też sprawdzić, w jaki sposób ona powstała i dowiedzieć się, jak wyewoluował cały Układ Słoneczny – stwierdził Charlie Bolden, administrator NASA, kiedy tylko Juno weszła na jowiszową orbitę.

Juno w swoją podróż do męża wyruszyła niemal pięć lat temu. 5 lipca 2016 roku o godz. 5.18 polskiego czasu wykonała manewr bez precedensu w historii lotów kosmicznych – w ciągu nieco ponad pół godziny wyhamowała aż o 42 tys. km/godz. i z rekordową prędkością 208 tys. km/godz. weszła na orbitę Jowisza. Żadna sonda do tej pory nie wykonała wejścia na orbitę z taką prędkością.

Jowisz fascynuje badaczy od dawna. Po pierwsze, ma 2-5-krotnie większą masę niż wszystkie pozostałe planety Układu Słonecznego razem wzięte. Gdyby posiadał 80 razy większą masę, byłby już gwiazdą. Ten fakt miał wpływ na kształtowanie się naszego układu planetarnego, a efektem tego jest to, że orbity większości planet leżą bliżej płaszczyzny orbity Jowisza niż płaszczyzny równikowej Słońca. Ponadto to właśnie Jowisz może być odpowiedzialny za Wielkie Bombardowanie, które miało miejsce ok. 4 mld lat temu.

From left to right, Jack Connerney, Juno deputy principal investigator and magnetometer lead co-investigator, NASA's Goddard Space Flight Center; Chris Jones, associate director for flight projects and mission success, NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL); Dr. Jim Green, Planetary Science Division Director, NASA; Scott Bolton, Juno principal investigator, Southwest Research Institute; Geoff Yoder, acting Associate Administrator for the Science Mission Directorate, NASA; Michael Watkins, director, NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL); and Rick Nybakken, Juno project manager, Jet Propulsion Laboratory (JPL); celebrate with others on the Juno team after they received confirmation from the spacecraft that it had successfully completed the engine burn and entered orbit of Jupiter, Monday, July 4, 2016 in mission control of the Space Flight Operations Facility at the Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, CA. The Juno mission launched August 5, 2011 and will orbit the planet for 20 months to collect data on the planetary core, map the magnetic field, and measure the amount of water and ammonia in the atmosphere. Photo Credit: (NASA/Aubrey Gemignani)
Radość zespołu Juno po otrzymaniu potwierdzenia, że sonda weszła na orbitę Jowisza.

Co więcej, według jednej z hipotez Jowisz oczyszcza przestrzeń układu z mniejszych komet i planetoid, chroniąc przed nimi planety wewnętrzne, w tym Ziemię. Inna, konkurencyjna teoria głosi, że wcale się tak nie dzieje, jako że Jowisz pochłania tyle samo obiektów, ile wysyła dalej w pobliże Słońca. Na razie teorie te konkurują ze sobą i dopiero badania pokażą, czy Jowisz to nasz przyjaciel czy wróg.

W ciągu najbliższych 20 miesięcy Juno okrąży planetę 37 razy (jedno okrążenie potrwa 53,5 dnia), zbliżając się do powierzchni jej chmur na odległość niespełna 5000 km. Cóż, na tak bliski kontakt może sobie pozwolić tylko żona. Taka bliskość naraża jednak Junonę na ogromne dawki promieniowania, które mogą zagrozić instrumentom naukowym znajdującym się na pokładzie sondy. Dlatego naukowcy opakowali je w nowatorski tytanowy pokrowiec.

Ale na tym dociekliwa Junona nie poprzestanie, bo sprawdzi też, co kryje się w gazowych odmętach giganta. Dotychczasowe analizy sugerują, że składa się on głównie z helu i wodoru, a ten ostatni pod ogromnym ciśnieniem panującym we wnętrzu planety zyskuje postać ciekłą. W takim stanie – przypuszczają naukowcy – może przewodzić prąd, tak jak to robią metale. To dzięki temu kręcący się z ogromną prędkością Jowisz emituje supersilne pole magnetyczne, 20-krotnie mocniejsze niż pole Ziemi.

pia16869

A to z kolei ma wpływ na to, jak daleko sięga jowiszowa magnetosfera. Są to odległości trudne do wyobrażenia: 3 mln km w stronę Słońca i aż 1 mld km w stronę przeciwną. Dzięki tak silnemu polu magnetycznemu wokół planety istnieją pasy radiacyjne skupiające niezwykle silne promieniowanie. Ma to tę zaletę, że pozwala obserwować najbardziej spektakularne zorze polarne w Układzie Słonecznym, co zresztą miała już okazję sfotografować Juno.

Zerkając pod szatę wierzchnią Jowisza, Juno ma ustalić, czy małżonek ma… stałe jądro, czy nie. Ta informacja pomogłaby zweryfikować teorię dotyczącą powstania naszego układu planetarnego. Głosi ona, że 4,6 mld lat temu z mgławicy pyłu i gazu uformowało się Słońce, a z pozostałej materii stałe jądra planet.

Jeszcze jednym zadaniem wnikliwej Junony będzie staranne udokumentowanie całej powierzchni Jowisza na szczegółowych fotografiach, na których jeden piksel będzie odpowiadał powierzchni zaledwie 25 km kw. Małżonkę Jowisza czeka naprawdę ogrom pracy, zważywszy na to, z jak wielką planetą mamy do czynienia. Dość powiedzieć, że burza na jego powierzchni, zwana Wielką Czerwoną Plamą, ma średnicę większą niż średnica Ziemi.

Figurki lego na pokładzie sondy Juno.
Figurki Lego na pokładzie sondy Juno.

Cała ta małżeńska historia nie skończy się jednak dobrze, bo w lutym 2018 roku Juno wykona dramatyczny manewr i zanurkuje w jowiszowych chmurach, gdzie zapewne prędko zmiażdży ją gigantyczne ciśnienie gazów. Zanim to jednak nastąpi, miejmy nadzieję, że zdąży przesłać na Ziemię raport o tym, co we wnętrzu pasiastego władcy bogów się kryje. Dowiemy się o tym po 48 minutach i 19 sekundach od nadania przez sondę komunikatu – tyle czasu mknie na Ziemię sygnał radiowy z Jowisza. Trzymamy kciuki, żeby Junona okazała się kompetentnym szpiegiem ludzkości.

 

JUICE – misja ku księżycom Jowisza z polskim udziałem

Trwają przygotowania do kolejnej misji mającej polecieć w kierunku Jowisza. JUICE to inicjatywa Europejskiej Agencji Kosmicznej, a swój znaczący udział będą mieli w niej Polacy z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk.

Celem JUICE będzie zbadanie trzech lodowych księżyców Jowisza – Ganimedesa, Kallisto i Europy. Sądzi się, że mogą one kryć pod powierzchnią ogromne oceany ciekłej wody. A to oznacza, że mogło się w nich narodzić życie.

pia20706_figb_labeled

Określenie, czy takie warunki faktycznie tam istnieją będzie zadaniem JUICE, a sonda będzie badała topografię i skład powierzchni księżyców, ich wewnętrzną budowę, atmosferę i promieniowanie. Właśnie przyrządy do badania dwóch ostatnich elementów powstały przy współpracy Polaków. Misja JUICE ma wystartować w 2022 roku.

Ilustracje: NASA

Udostępnij ten artykuł

Podobne tematy

Nauka

Przeczytaj w następnej kolejności