Dienstag, 31. Januar 2017

Jupiter-Mission der NASA mit der Raumsonde Juno

Den nachfolgenden Bericht stellte mir Lothar Monshausen, ein Geodät aus Bitburg/Eifel, zur Verfügung. Wir beide teilen – neben der Heimatkunde – ein Interesse an Astronomie und Raumfahrt.

Die Raumsonde Juno der NASA (auch Jupiter Polar Orbiter genannt) soll den Gasplaneten  Jupiter aus einer polaren Umlaufbahn mindestens ein Jahr lang studieren. Sie ist am 5. August 2011 gestartet (also vor fünf Jahren) und am 4. Juli 2016 in eine Umlaufbahn um den Jupiter eingeschwenkt. Juno ist nach New Horizons die zweite Raumsonde des New-Frontiers-Programms der NASA und darf somit höchstens 700 Millionen US-Dollar kosten.



Künstlerische Wiedergabe der NASA-Raumsonde Juno über dem Nordpol des Planeten Jupiter. 16. Juni 2016, Abbildung: NASA

Im Gegensatz zu früheren Raumsonden zum Planeten Jupiter besitzt Juno keine nukleare Energieversorgung, sondern generiert den benötigten Strom durch neue effiziente und strahlungsresistente Solarzellen. Deren Einsatz ist möglich, weil die Sonde auf ihrer polaren Umlaufbahn immer freie Sicht zur Sonne hat. Außerdem befindet sich die Sonde auf dieser Bahn meist außerhalb der starken Strahlungsgürtel des Jupiters. Der Name der Sonde entstammt der römischen Mythologie. Der Gott Jupiter umgab sich mit einem Wolkenschleier, um seine üblen Taten zu verbergen, doch seine Frau, die Göttin Juno, konnte durch die Wolken hindurchsehen und Jupiters wahre Natur erkennen.

Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena, Kalifornien, kontrolliert die Juno Mission für den Principal Investigator, Scott Bolton, vom Southwest Research Institute in San Antonio, TX. Die Juno-Mission ist Teil des Programms New Frontiers im Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama. Entwickelt und gebaut wurde die Raumsonde von Lockheed Martin Space Systems, in Denver, CO. JPL ist eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena.



Südpol des Planeten Jupiter am 27.08.2016. Foto: NASA

Dieses Bild von der Juno-Raumsonde bietet eine noch nie zuvor gesehene Perspektive auf Jupiters Südpols. Das Juno-Kamerasystem fertigte die Aufnahme am 27. August 2016, als die Sonde etwa 94.500 km oberhalb der Polarregion des Planten Jupiter war. Zu diesem Zeitpunkt befand sich die Raumsonde etwa eine Stunde nach seiner nächsten Annäherung und konnte feine Details in der südlichen Polarregion hoch aufgelöst an die Erdempfangsstation senden. Im Gegensatz zu den bekannten Strukturen der Äquatorregion der Bänder und Zonen sind die Pole gefleckt von den Stürmen in verschiedenen Größen, die sich ähnlich wie Riesen-Versionen von terrestrischen Wirbelstürmen im Uhrzeigersinn drehen. Den Südpol hatte man bisher noch nie aus dieser Perspektive gesehen, obwohl die Raumsonde Cassini bereits Aufnahmen aus einem schiefen Winkeln aus der Polarregion des Jupiters dokumentiert hatte (auf dem Weg zum Saturn flog Cassini im Jahr 2000 am Jupiter vorbei).


Farbfoto der Raumsonde Juno der Nordpolarregion des Jupiters

Mächtige Sturmsysteme bestimmen das Wettergeschehen vollkommen anders als alles in unserem Sonnensystem auf der Nordpolarregion des Jupiters. Die Juno-Digitalkamera nahm zahlreiche Farbbilder am 27. August 2016 auf. Die Raumsonde war etwa 78.000 Kilometer über den polaren Wolkenobergrenzen positioniert. Eine wellige Grenze ist auf halbem Weg zwischen der gräulichen Region links (näher am Pol und der Nachtschatten) sichtbar und dem helleren Bereich auf der rechten Seite. Dieses wellige Erscheinungsbild der Grenze stellt eine Rossby-Welle dar (Nord-Süd-Mäandern einer überwiegenden Ost-West-Strömung). Dies kann durch eine Temperaturdifferenz zwischen der Luft im Norden und Süden dieser Grenze verursacht werden, wie es oft der Fall ist bei solchen Wellen in der Erdatmosphäre. Der Polarregion ist mit einer Vielzahl von verschiedenen atmosphärischen Eigenschaften gefüllt. Einige davon sind oval, aber die größeren und helleren Funktionen haben eine "Windrad-Form“ und erinnert an die Form eines irdischen Hurrikans.


Infrarot-Aufnahme mit Lichterscheinungen von Jupiters Südpol. Foto: NASA

Das Infrarot-Bild zeigt einen noch nie da gewesenen Blick auf den Südpol von Jupiter, aufgenommen am 27. August 2016 von der Juno-Raumsonde. Die südlichen Aurora (Polarlichter) des Planeten können von der Erde aus nicht gesehen werden aufgrund der Position unseres Heimatplaneten in Bezug auf Jupiters Südpol. Die Juno-Mission ermöglicht einzigartige Gelegenheiten, erstmals diese Region des Gasriesenplaneten im Detail zu beobachten.

Das Juno-Kamerasystem „Jovian Infrarot Auroral Mapper (JIRAM)“ erfasst die Ansicht bei Wellenlängen von 3,3 bis 3,6 Mikrometer - die Wellenlängen des emittierten Lichts durch angeregte Wasserstoff-Ionen in den Polarregionen. Die Ansicht ist ein Mosaik von drei Bildern, während die Raumsonde sich von Jupiter langsam entfernt hatte.

Aktuelle Aufnahmen im Jahr 2017 wurde von der NASA bisher noch nicht freigegeben. Nachfragen an die NASA wurden bisher nicht beantwortet. Vermutlich existieren Schwierigkeiten in der Kommunikation mit der Raumsonde. 

Nachtrag vom 14.07.2017

Die jetzt vorliegenden Farbaufnahmen von Jupiters Großem Rotem Fleck zeigen ein Gewirr von dunklen, rotierenden Wolken, die ihren Weg durch ein massives purpurrotes Oval ziehen. Die Juno-Kamera an Bord der Raumsonde der NASA schnappte die Bilder des ikonischen Merkmals des größten Planetenbewohners des Sonnensystems während des Montag, den 10. Juli im Vorbeiflug. Die Bilddaten des Großen Roten Flecks wurden am Dienstag aus dem Speicher des Raumfahrzeugs heruntergekoppelt und am Mittwochmorgen auf die „JunoCam-Website“ der Mission gestellt. Es sind die besten Bilder, die jemals vom Großen Roten Fleck aufgenommen wurden.


 Foto: NASA vom 10.07.2017

Die folgende nachbearbeitete Farbansicht von Jupiters Wirbelstürmen wurde von Daten aus dem Kamera-Instrument auf dem Juno-Raumfahrzeug der NASA verarbeitet. Das Bild zeigt einen massiven, gegen den Uhrzeigersinn drehenden Sturm, der als weißes Oval in der südlichen Hemisphäre des Gasriesen erscheint. Die Juno-Mission der NASA hat am 19. Mai 2017 eine relativ enge Umlaufbahn um den Planten Jupiter erfolgreich vollbracht. Alle Juno-Wissenschaftsinstrumente und die Juno-Kamera des Raumfahrzeugs arbeiteten während des Flugs und sammelten Daten, die im NASA Kontrollzentrum auf die Erde zurückgeführt wurden.


Foto: NASA vom 19.05.2017

Die Bilder der Juno-Kamera sind nicht nur für Kunst und Wissenschaft interessant  ̶  manchmal werden sie verarbeitet, um ein Lächeln zu erzeugen. Dieses Bild wurde mit dem Titel "Jovey McJupiterface" bezeichnet. Durch das Drehen des Bildes um 180 Grad und das Ausrichten von Süden werden zwei weiße ovale Stürme in Augäpfel verwandelt und das "Gesicht" des Jupiters offenbart. Das Originalbild wurde von der Juno-Kamera aus einer Höhe von 19.433 Kilometer aufgenommen.

 
Foto: NASA vom 30.06.2017

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