تلاشی دیگر برای کشف رازهای منظومه خورشیدی

فضاپیمای 3625 کیلوگرمی کاوشگر جدید ناسا که از انرژی خورشیدی استفاده می کند در حالی اماده پرتاب زود هنگام در اگوست 2011 شد که برای شرایط دمای بسیار پایین و تشعشعات شدید ( که موجب روز مشکلات سخت افزاری در ادوات و تجهیزات می شوند ) کاملا تجهیز و مقاوم شده است .



جونو دارای سه بال مجهز به صفحات خورشیدی است که در مجموع مساحتی در حدود 71 متر مربع را تشکیل می دهدن . هر یک ازاین بال ها در حدود 20 متر مربع درازا دارند . سلول های خورشیدی پیشرفته ای که در این فضاپیما به کار گرفته شده اند نسبت به نمونه هایی که 20 سال پیش استفاده می شدند 50 درصد بازدهی بالاتری دارند و با تشعشعات محیطی سازگارترند . باید توجه داشت که انرژی خورشیدی در اطراف مشتری یک پنجم انرژی ان در اطراف زمین ( حدود یک وات بر متر مربع در اطراف زمین ) است .



پایدار ساز دورانی این کاوشگر ، به صورت خودکار جهت ان را به سمت خورشید ثابت نگه می دارد و نیازی به کنترل دستی و ازراه دور نخواهد بود .



منبع : ماهنامه صنایع هوافضا

 

در مراحل ابتدایی طراحی ، به نظر می رسید تشعشعات شدید موجود در جو مشتری یکی از خطرناک ترین مسائل برای کاوشگر باشد . در نهایت برای مقابله با این مسئله قرار بر این شد که جونو از قسمت های شمالی سیاره تقرب کند ، ارتفاع خود را به زیر ارتفاع " کمربند تشعشعی " کاهش دهد و سپس به سمت جنوب برود .



11 روز چرخش کاوشگر در مدار بیضوی ، در نهایت ان را به ارتفاع 4827 کیلومتری و زیرکمربند تشعشعی این سیاره می رساند. در فاصله یا که قبل ان هیچ کاوشگری به این نزدیکی نرسیده بود است . یک نکته حیاتی برای عملکرد جونو محل قرارگیری تجهیزات حساس الکترونیکی ان زیر پوشش محافظ های تشعشعی است که بیرونی ترین انها محفظه ای است از جنس تیتانیوم و ضخامت ان برای بهترین عملکرد بهینه شده است . جونو دومین کاوشگری است که ذیل برنامه " مرزهای نوین " ناسا که بعد از برنامه موسوم به " افق های جدید پلوتون " ، به فضا پرتاب شده است .



مرکز تحقیقاتی jpl که در پاسادنای کالیفرنیا واقع است مدیریت ماموریت جونو را بر عهده دارد . ساخت کاوشگر بر عهده بخش سامانه های فضایی لاکهید مارتین بوده است .



پرتابگر " اطلس 5 " جونو را در 5 اگوست گذشته " نیمه مرداد " از پایگاه فضایی کیپ کاناورال در فلوریدا با موفقیت به فضا پرتاب کرد . جونو در نیمه تابستان سال 2016 پس از طی مسیری 52013730 کیلومتری به مجاورت سیاره مشتری خواهد رسید . سرعت متوسط جونو در این سفر 42712 کیلومتر بر ساعت است .

 

شرایط بسیار سخت اطراف سیاره مشتری :
تیم گاسپارینی ، مدیر پروژه طراحی و ساخت جونو در شرکت لاکهید مارتین می گوید : ساخت جونو در مرکز سامانه های فضایی لاکهید مارتین مشکلات بسیاری بویژه برای مقابله با شرایط بسیار خشن سیاره مشتری در پیش رو داشت . تشعشع در اتمسفر این سیاره بسیار بالاست . وفور ذرات باردار در جو این سیاره می تواند سطح کاوشگر را نیز باردار کند . شدت سختی این شرایط در مشتری بسیار بیشتر از ان چیزی است که پیش تر کاوشگرها در مریخ با ان روبه رو شده اند. وی اضافه می کند : گروه طراحی از یافته های کاوشگر گالیله ( که از دسامبر 1995 تا سپتامبر 2003 در مدار مشتری بود ) برای میزان سنجی شرایط روی مشتری استفاده بسیاری کردند . تجهیزات الکترونیکی کاوشگر گالیله که به نیروی پیشران هسته ای مجهز بود ، به وسیله قطعات مخصوص ضد اشعه محافظت می شدند . ضمن انکه با توجه به برنامه ماموریت ان نیازی به دوام اوردن در مناطق با تشعشع بسیار بالا ( که جونو در انها به سر خواهد برد و فعالیت خواهد کرد ) نبود .



کمربندهای تشعشعی مثل یک حلقه بسیار بزرگ به دور سیاره مشتری کشیده شده اند و ارتفاع انها تا نزدیکی ماه اروپای این سیاره بالا می رود ، یعنی حدود 650000 کیلومتر بالاتر از توده فشرده ابرهای سطح سیاره !
گاسپارینی ادامه می دهد : برای محافظت در برابر تشعشعات دو راه وجود داشت ؛ یا باید پوشش ها و محافظ های ضد تشعشع استفاده می کردیم یا تلاش می کردیم سخت افزار مورد استفاده را طوری طراحی و تهیه کنیم که در برابر تشعشع مقاوم باشد و در شرایط سخت سخت مورد نظر دوام بیاورد .



به گفته وی رفتن به سوی طراحی تک تک اجزای سخت افزاری به نحوی که در برابر تشعشع مقاوم باشند در نهایت بسیار پر هزینه براورد شد و در ضمن ممکن بود در شکل فیزیکی اجزا نیز تغییراتی لازم باشد . عاقبت تصمیم بر این شد که یک سازه نه چندان مستحکم فلزی برای پوشش سطح تجهیزات ساخته شود . برای این سازه صفحاتی از فلز تانتالیوم به شکل لانه زنبوری در نظر گرفته شد . تانتالیوم یک فلز کمیاب ، براق ، سخت و به رنگ ابی متمایل به خاکستری است که در برابر خوردگی بسیار مقاوم اسیت . این فلز یک فلز نسوز محسوب می شود و با درصدهای کم در برخی الیاژ ها به کار می رود . در هر صورت ساختن صفحاتی به شکل لانه زنبوری از تانتالیوم( که برای سبک شدن محموله پرتابی پیشنهاد شد ) بسیار مشکل تر از عملیاتی مثل ماشین کاری تیتانیوم است .



این محافظ اصولا قرار نیست از قطعات الکترونیکی حساس جونو در برابر هجوم تک تک الکترون ها ، یون ها یا پروتون های سرگردان اطراف مشتری محافظت کند ، ولی به طرز موثری اثرات تشعشعات را بر روی انها کاهش می دهد . این کاهش اثرات باعث می شود در طول عمر کاری جونو ، خطر جدی متوجه قطعات ان نشود .
باید خاطر نشان کرد که طبق گفته بیل مک الپاین ( مدیر کنترل تشعشع پروژه جونو از JPL ) در طول 15 ماه ماموریت جونو در مدار مشتری ، این کاوشگر باید در برابر 100 میلیون واحد اشعه اکس مقاومت کند . وی اضافه می کند : همانطور که برای محافظت از انسان در طول ازمایش های پزشکی در برابر اشعه اکس باید تدابیری اندیشید ، ما باید از قلب و مغز جونو نیز محافظت کنیم .



یکی دیگر از محققان ارشد دست اندرکار پروژه تاکید می کند که بدون محافظ مخصوص ضد تشعشع ، مغز این کاوشگر در اولین لحظات نزدیکی به مشتری " سرخ خواهد شد !" .

 

حسگرهای جونو :
جونو 9 حسگر مغناطیسی ، مادون قرمز و اپتیکی با خود حمل می کند . مغناطیس سنج های جونو قادر خواهند بود میدان مغناطیسی مشتری را اندازه گیری کرده و تصاویر دقیق و با جزییات بسیار از وضعیت میدان مغناطیسی در اطراف و حتی در عمق سیاره ارائه کنند .


جونو یک دوربین با قابلیت تهیه تصاویر رنگی را نیز با خود به نزدیکی مشتری می برد و خواهد توانست از نزدیک ترین نقطه ای که تاکنون بشر توانسته است تصویر تهیه کند ؛ ( که شامل تصاویر رنگی از قطب های سیاره نیز می شود .)



این دوربین که به " جونو کم " موسوم است تصاویر خود را با استفاده از 3 رنگ اصلی قرمز – سبز و ابی و در 7 گردش اولیه اش به دور سیاره غول پیکر تهیه خواهد کرد . این داده ها توسط دانشجویان زیادی پردازش و بررسی خواهند شد . این بررسی ها و مطالعات قسمتی از طرح اموزشی و توسعه عمومی جونو است . تصاویر این دوربین با وضوح تصویر 9/3 پیکسل با کمک و تلاش دانشجویان همکار پرژه ، اولین تصاویر رنگی از قطب های مشتری و کمربندهای ابری شکل در عرض های جغرافیایی پایین خواهند شد . بعد از اتمام 7 گردش ( پایان عمر کاری دوربین ) در صورت امکان دوربین به ادامه فعالیت خود خواهد پرداخت .