عظیم ترین قمر منظومه شمسی پس از 20 سال دوباره از نزدیک آنالیز می گردد - بوستان گفتگو

در ماه های گذشته بود که فضاپیمای جونو (Juno) ناسا یک سیگنال رادیویی را در قمر مشتری شناسایی کرد. اکنون طبق برنامه ریزی این کاوشگر دوشنبه 7 ژوئن (17 خرداد) ساعت 13:35 منطقه زمانی شرقی (22:05 به وقت تهران) در فاصله 1038 کیلومتری سطح عظیم ترین قمر مشتری، گانیمد قرار خواهد گرفت. پروازی که از زمان پرواز فضاپیمای گالیله ناسا در 20 می سال 2000 (31 اردیبهشت 1379) نزدیک ترین فاصله نسبت به عظیم ترین قمر منظومه شمسی است.

علاوه بر عکس های با جزئیات بالا، ترکیب، یونوسفر، مگنتوسفر و پوسته یخی قمر گانیمد (Ganymede) از چیزهایی است که این فضاپیما هنگام گذر نزدیک خود آنالیز خواهد نمود. اندازه گیری های جونو از محیط تابشی در نزدیکی این قمر هم برای مأموریت های آینده به سیستم قمری سیاره مشتری سودمند خواهد بود.

قمر گانیمد عظیم تر از سیاره تیر (عطارد) و تنها قمر در منظومه شمسی است که دارای مغناطیس سپهر (مگنتوسفر) ویژه خود است. منطقه ای حبابی شکل از ذرات باردار که اطراف یک جرم آسمانی را گرفته اند.

اسکات بولتون (Scott Bolton) پژوهشگر اصلی جونو از مؤسسه تحقیقات جنوب غربی آمریکا گفت: جونو مجموعه ای از ابزارهای حساس در اختیار دارد که می تواند گانیمد را از راه های متفاوتی که پیش از این ممکن نبوده، ببیند. با پرواز بسیار نزدیک، ما فرایند کاوش گانیمد را به قرن 21 وارد می کنیم.

او اضافه نمود: هم با حسگرهای منحصربه فرد خود، داده های مأموریت های آینده را تکمیل خواهیم کرد و هم برای مأموریت های نسل بعدی به سیستم قمری مشتری مانند اروپا کلیپر (Europa Clipper) ناسا و کاوشگر قمرهای یخی مشتری یا جویس (JUICE) آژانس فضایی اروپا آماده می شویم.

جمع آوری داده های علمی

ابزارهای علمی جونو، جمع آوری داده ها از قمر گانیمد را حدود 3 ساعت پیش از نزدیک ترین گذر فضاپیما از کنار آن شروع خواهند کرد. در کنار استفاده از طیف سنج فرابنفش (UVS) و نقشه بردار فروسرخ شفق قطبی مشتری (JIRAM)، پرتوسنج ریزموج (رادیومتر مایکروویو) این کاوشگر به پوسته گانیمد که از جنس یخ آب است، نفوذ می نماید تا اطلاعات مربوط به ترکیب و دمای آن را به دست آورد.

به گفته بولتون: پوسته یخ گانیمد دارای نواحی روشن و تاریکی است که نشان می دهد بعضی مناطق می توانند یخ خالص باشند، در حالی که مناطق دیگر دارای یخ کثیف هستند.

رادیومتر مایکروویو (MWR) جونو نخستین اطلاعات جزئی را درباره چگونگی تغییر ترکیب و ساختار یخ با پایین رفتن به عمق قمر، ارائه می دهد و به درک بهتر شیوه شکل گیری پوسته یخی و فرآیندهای در حال انجامی که در طول زمان دوباره سطح را با یخ می پوشانند، یاری می نماید.

این نتایج کامل نماینده مأموریت آینده کاوشگر قمرهای یخی مشتری آژانس فضایی اروپا خواهد بود که نخستین فضاپیمایی است که در سال 2032 میلادی به دور این قمر می چرخد و آن را در طول موج های گوناگون آنالیز می نماید.

از سیگنال های طول موج رادیویی X-band و Ka-band جونو برای انجام آزمایش پنهان سازی رادیویی برای کاوش یون سپهر (یونوسفر) آشفته این قمر استفاده می گردد. یون سپهر لایه بیرونی جو است که با تابش خورشیدی تحریک می گردد و یون های دارای بار الکتریکی تشکیل می دهد.

داستین بوچینو (Dustin Buccino) مهندس تجزیه وتحلیل سیگنال مأموریت جونو در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا گفت: اگر بتوانیم این تغییر را اندازه بگیریم، ممکن است بتوانیم ارتباط میان یونوسفر گانیمد، میدان مغناطیسی خود آن و میدان مغناطیسی مشتری را درک کنیم.

ثبت تصاویر با سه دوربین

این گذر نزدیک یک فرصت تاریخی است بنابراین جونو ابزارهای خود را به دقت معطوف به گانیمد خواهد نمود. به طور معمول، دوربین ناوبری واحد مرجع ستاره ای (Stellar Reference Unit) یا SRU جونو وظیفه دارد تا این مدارگرد مشتری را در راستا درست نگه دارد اما در طول این گذر نزدیک از کنار گانیمد، وظیفه دیگری هم برعهده خواهد داشت.

در کنار یاری به ناوبری، این دوربین که به خوبی در برابر پرتوافشانی (Radiation) محافظت شده است، با جمع آوری مجموعه ای خاص از تصاویر، اطلاعات مربوط به محیط تابشی پرانرژی منطقه نزدیک گانیمد را فراهم می نماید.

هیدی بکر (Heidi Becker) سرپرست نظارت بر تابش جونو گفت: امضاهای حاصل از نفوذ ذرات پرانرژی در محیط تابشی شدید مشتری به صورت نقطه، خطوط و رگه هایی نمایان می شوند. مانند اثر الکتریسیته ساکن که روی صفحه تلویزیون نقش می بندد. ما این امضاهای نویز القا شده از پرتوافشانی را از عکس های SRU استخراج می کنیم تا تصاویری نمایانگر سطح پرتوافشانی در جونو داشته باشیم.

در همین حال دوربین قطب نمای ستاره ای پیشرفته (Advanced Stellar Compass) جونو هم الکترون های بسیار پرانرژی را که به محافظ آن نفوذ می نمایند، با اندازه گیری در هر یک چهارم ثانیه، می شمارد.

شاید جذاب ترین ابزار برای ثبت تصاویر از مشتری جونوکم (JunoCam) باشد که می تواند هیجان و زیبایی کاوش مشتری را برای عموم به ارمغان بیاورد و در طول نزدیک به 5 سال فعالیت در مشتری هم داده های علمی فراوانی دراختیار بشر گذاشته است. هنگام پرواز از نزدیک گانیمد، جونوکم تصاویری با وضوح بالا همانند بهترین تصاویر وویجر (Voyager) و گالیله (Galileo) ثبت خواهد نمود.

تیم علمی جونو تصاویر را برای درک تغییرات ویژگی های سطحی که ممکن است طی بیش از چهار دهه گذشته روی داده باشند، با تصاویر قبلی مقایسه می نمایند. هر گونه تغییر در توزیع دهانه های سطحی می تواند به دانشمندان یاری کند تا شمار اجرامی را که در بخش بیرونی منظومه شمسی به این قمر برخورد نموده اند، بهتر تخمین بزنند.

با توجه به سرعت پرواز، تنها 25 دقیقه طول می کشد تا قمر یخی گانیمد در نگاه جونوکم، از یک نقطه نورانی به یک قرص واضح تبدیل گردد و سپس دوباره به شکل یک نقطه نورانی بازگردد. بنابراین این زمان تنها برای ثبت 5 عکس کافی است.

مت جانسون (Matt Johnson) مدیر مأموریت جونو گفت: در دنیای پروازهای نزدیک همه چیز معمولا خیلی سریع اتفاق می افتد و اکنون ما دو گذر نزدیک پیش رو داریم. بنابراین به معنای واقعی کلمه هر ثانیه مهم است.

به گفته او روز دوشنبه جونو با سرعت 19 کیلومتر بر ثانیه از نزدیکی گانیمد می گذرد و کمتر از 24 ساعت بعد گذر سی وسومین گذر خود را از کنار مشتری و با فاصله کمی از بالای ابرهای آن انجام خواهد داد که طی آن به سرعت 58 کیلومتر بر ثانیه دست می یابد و یک حرکت بسیار سریع را تجربه خواهد نمود.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از فضاپیمای جونو در راستا دستیابی به نزدیک ترین گذر از کنار گانیمد

Credit: NASA

منبع: Phys.Org