«Я рассматриваю Юпитер как недостающее звено», сказал Барри Мок из Applied Physics Laboratory (APL) Университета Джонса Хопкинса в Лорель, Мэриленд. Мок возглавляет следственную группу для Юпитера Энергичный Инструмент Датчика Частицы (ДЖЕДАЙ), который был построен языком АПЛ. «Юпитер – связь между соседним космическим пространством, которое мы изучаем в планетах как Земля и отдаленных астрофизических системах, где магнитные поля господствуют, такие как молодые звездные регионы формирования и гиперэнергичные радиационные регионы как Туманность Краба.
Юнона не только собирается помочь нам лучше понять Юпитер, это собирается помочь нам лучше понять вселенную вокруг нас и нашего места в нем».ДЖЕДАЙ состоит из трех датчиков размера обувной коробки, каждый из которых рассматривает трехмерное, 120 степеней 12 степенями «часть» неба; единицы помещены, чтобы обеспечить непрерывное представление выборки на 360 градусов о пространстве вокруг Юноны. Эти датчики обеспечат данные по частицам с энергиями в 30 примерно к 1 000 kiloelectron диапазонов В (кэВ), которые окружают планету, и помощь создают огромные и сильные авроры, окружающие полярные регионы Юпитера. ДЖЕДАЙ обнаруживает электроны и ионы, такие как протоны, гелий, кислород и сера, которые взаимодействуют с атмосферой Юпитера в создании авроры; это также измеряет энергичные нейтральные атомы, происходящие от утренней атмосферы Юпитера.
«Уникальный аспект ДЖЕДАЯ – своя способность одновременно измерить поступающие частицы от многих направлений, позволяя ДЖЕДАЮ получить почти мгновенные снимки полных распределений частицы», сказал Деннис Хэггерти, ученый инструмента языка АПЛ для расследования ДЖЕДАЯ. «Эта способность крайне важна для раскрытия фундаментальной физики авроры Юпитера из-за чрезвычайно быстрой скорости космического корабля Юноны, поскольку это передает по полюсам Юпитера. Юнона будет двигаться больше чем в 30 миль в секунду (50 км/с) через утренние структуры, которые, как известно, были столь же узкими как 50 миль (80 км) шириной».
Каждый инструмент ДЖЕДАЯ объединяет палату времени полета с серией твердотельных датчиков (SSDs), чтобы определить направление движения, скорости и энергии энергичных частиц, входящих в ДЖЕДАЯ. Эти объединенные измерения также позволяют ДЖЕДАЮ определять массовый состав поступающих частиц.Та новая информация поможет ученым в их поисках узнать больше, куда частицы прибывают из, как они возбуждены, и что вызывает выпуск энергии от этих частиц в блестящие утренние показы. «У Юпитера есть самая интенсивная и интересная аврора во всей солнечной системе», сказал Мок, который изучил системы частицы в Земле, в других планетах и всюду по солнечной системе на миссиях НАСА включая Путешественника, Галилео, Исследования Ван Аллена, Кассини и Магнитосферная Многомасштабный (MMS). «У авроры Юпитера есть плотность энергии, в 10 раз больше, чем Земля, и полная власть, которая является фактором 100 больших. То, что мы хотим знать, как эта система возбуждена?»
Наряду с ДЖЕДАЕМ, звонил второй инструмент частицы, Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) изучит более низкую энергию (5-к ионам на 50 кэВ; 0.1-к электронам на 100 кэВ) частицы, вовлеченные в те же самые процессы; НЕФРИТ был построен Юго-западным Научно-исследовательским институтом (SwRI) в Сан-Антонио, Техас. Кроме того, два других инструмента играют роль в расследовании областей и частиц: Эксперимент Магнитометра (MAG), который будет визуализировать магнитное поле Юпитера в 3D; и инструмент Волн, который измерит радио-и плазменные волны в магнитосфере Юпитера.Население частицы – электроны и ионы – вокруг Юпитера приведены в действие по-другому, чем те в Земле. Солнечный ветер предоставляет энергию частицам, окружающим нашу планету, некоторые из которых пойманы в ловушку в регионах, имеющих форму пончика-близнецах, названных радиационными поясами; в Юпитере вращательные силы производят ведущую энергию для системы (Юпитер сменяет друг друга на намного более высокой скорости, чем Земля; день Юпитера длится приблизительно 10 часов). «От миссии Ван Аллена Проубса НАСА мы изучили, как высокоэнергетические частицы ускорены в Земле.
Это будет отличаться в Юпитере? Мы собираемся узнать», сказал Мок.Даже, прежде чем Юнона достигает Юпитера, команда ДЖЕДАЯ работала. В январе 2016, в то время как космический корабль был все еще миллионами миль от Юпитера, ДЖЕДАЙ начал формальные научные операции, чтобы выполнить два расследования межпланетной среды на подходе к планете.
Первый включенный взгляд на то, что известно как ионы по разведке и добыче нефти и газа. «Юпитер – очень прохудившаяся планета», сказал Хэггерти. «У этого есть уникальная идентичность частицы, особенно с точки зрения серы – который не найден в высоких числах в солнечном ветре – и мы видели частицы от Юпитера ‘вверх по течению’ планеты от миссий включая Путешественника, Галилео и Новые Горизонты». В дополнение к Юпитеру, являющемуся несколько уникальным источником энергичных ионов серы, это, как также полагают, производит очень энергичные электроны, которые наблюдаются на больших расстояниях от планеты.Команда ДЖЕДАЯ посмотрит на эти ионы по разведке и добыче нефти и газа на подходе к Юпитеру и ответит на вопрос об их происхождении. «Мы собираемся быть поиском серы; если мы будем видеть его, мы будем знать, что этому так или иначе удалось избежать влияния и толчка Юпитера вверх по течению против солнечного ветра. Мы думаем, что уже видели признаки его», сказал Хэггерти.
Второй вопрос, который исследуют несколько из команд Юноны: Как, и до какой степени, солнечный ветер вызывает изменения крупной авроры Юпитера? Это расследование также должно произойти перед прибытием, потому что «мы координируем с другими обсерваториями на Земле и в космосе, чтобы искать внезапные шоки и изменения, которые мы видели до удара космического пространства вокруг Юпитера», сказал Крис Параникас APL, co-следователь ученого и Юноны ДЖЕДАЯ.
Команда – также поглощенная работой подготовка к орбитальной фазе миссии, где на главные вопросы о газовом гиганте, надо надеяться, ответят. «Из того, что ДЖЕДАЙ и НЕФРИТ и остальная часть инструментов на Юноне скажут нам, нам необходимо понять больше о частицах и радиационных поясах, которые мы можем наблюдать вокруг отдаленных, более энергичных объектов как Туманность Краба», сказал Мок. «Вот почему Юпитер – недостающее звено – и это – одна из причин, я люблю Юпитер».