困難な始まりにもかかわらず、NASAのジュノーは木星の探査に懸命に取り組んでいる

ジュノー宇宙船が太陽系を5年間旅した後、7月に木星に無事到着したとき、大きな興奮が巻き起こった。完璧なエンジン点火により、太陽動力で動く宇宙船はガス巨星の周りの正しい軌道に乗り、今後大きな発見が期待される。

ミッション開始から 150 日が経過した現在、ジュノーは木星に 6 回か 7 回接近飛行 (巨大惑星に最も近い軌道点を飛行) するはずでした。この時点で、探査機は重要な科学的観測のほとんどを行います。しかし、実際には、科学的な観点を重視した飛行はこれまで 1 回 (8 月) しか行われておらず、今月 (12 月 11 日) にもう 1 回が予定されています。それで、何が起こったのでしょうか。

ジュノーは当初、木星を 53 日間周回する軌道に投入された。計画では、すべての機器の点検中にこの長い軌道を 2 回周回し、10 月にエンジンを再度点火して 14 日間の軌道で探査機を木星に近づける予定だった。しかし、点火の直前に、ジュノー チームは、メイン エンジンの点火に重要な役割を果たす 2 つのヘリウム バルブが正常に動作していないと報告した。そのため、エンジンを点火して探査機を危険にさらす代わりに、チームは待機して問題をより詳細に分析することにした。制御不能な探査機よりも、健全で正常に機能する探査機の方が常に優れている。

ジュノーが14日間の軌道に到達しないというわけではありませんが、少なくとも2017年前半はこの53日間の軌道に留まる予定です。しかし、バルブに何が起こっているのかがわからなければ、ジュノーは余分な放射線被曝を受けないため、この軌道に無期限に留まる可能性があります。

科学的な観点から見ると、この変更は、各フライバイの間隔が 14 日ではなく 53 日となり、データの取得が遅くなることを意味します。ジュノーは科学的可能性を最大限発揮しますが、私たち科学者は当初の計画よりも忍耐強くならなければならず、地球からのサポートのために慎重に立てた計画をすべてやり直さなければなりません。

エンジンの点火が延期されたため、ジュノーの科学機器は10月19日の接近飛行中に完全にカバーされる予定だった。しかし、接近飛行のわずか13時間前にジュノーは予期せず「セーフモード」に入った。

セーフ モードは、コンピューターに何らかの不具合が発生した場合に備えてソフトウェアに組み込まれています。不具合が発生した場合、重要でないすべての電源がオフになり、コンピューターが再起動し、宇宙船は太陽電池パネルが太陽に向けられていることを確認して電力を最大化し、地球からのさらなる指示を待ちます。残念ながら、これは科学データが得られなかったことを意味します。5 日後にセーフ モードが解除され、ミッション マネージャーは現在、同様の事態が再発しないように次回の接近に慎重になっています。

これまでの科学

こうした障害にもかかわらず、ジュノーはすでに木星の前例のない画像を提供し、探査機が軌道に乗ったときに何がもたらされるのかという期待を掻き立てるだけとなっている。

最初の周回中、ジュノーは一連のカラー画像を収集し、市民科学者が 3 か月かけて「ビー玉映画」にまとめました。この「ビー玉映画」により、私たちはこのロボット探査機に同乗して、ガリレオ衛星のダンスや木星のダイナミックな球の回転を観察することができました。私にとって、これらの画像の素晴らしい点は、その視点です。地球からは、木星は完全に照らされた状態でしか見ることができませんが、ジュノーは、現時点ではこのロボットだけが見ることができる、三日月形の木星の眺めを提供できます。

そして、8 月 27 日、ジュノーは木星の雲頂から 2,500 マイル以内に急降下し、人類史上最高の木星の北極と南極の姿を明らかにしました。私たちがよく知っている縞模様の外観とは異なり、両極はまったく異なって見えます。ここには帯やゾーンはありませんが、多数の小規模な嵐システム、つまり時間の経過とともに極地の大気中をさまよっていると思われる風車構造を持つ巨大な渦巻くサイクロンがあります。

これは、両極まで縞模様が見られ、奇妙な北の六角形が見られる土星とはかなり異なります。

これらの初期の画像から、木星の両極にそのような六角形が存在しないことは明らかです。画像には、夜になる前に最後の太陽の光を浴びる雲のように、境界線の領域で地平線上に高くそびえる夜側の雲も写っています。

しかし、ジュノーは可視画像を撮影する以上のことができる。イタリアの JIRAM 機器は、赤外線で木星全体をマッピングし、地球からこれまで観察できなかった木星の内部の熱と雲のシルエットを詳細に観察できるようにした。このユニークな視点から、JIRAM は、磁力線に沿って移動する電子の衝撃を受けて上層大気で励起された水素イオンからの放射によって熱く輝く木星のオーロラを観察できる。

ジュノーはオーロラを見るだけでなく、聞くこともできます。電波検出器は、太陽系で最も強力な放射の一部であるオーロラを形成する高エネルギー粒子の放射を聞くことができ、ジュノーが木星系を猛スピードで通過するときにプラズマ環境の構造を私たちに伝えます。

最も期待されている成果の 1 つが、マイクロ波放射計による成果です。この装置は、これまで以上に木星内部の深部をのぞき込むことができ、最上層の雲層から数百マイル下まで探査して、巨大惑星の大気の内部構造を明らかにします。8 月の 1 回のフライバイでも、ジュノーは木星がこれらの深部に至るまで何らかの縞状構造を示し続けており、さらに深く探査するにつれてその構造が変化することを発見しました。

木星の縞模様の雲は、氷山の一角しか見ていないかのように、ジュノーが2017年にミッションを継続する中で私たちが詳細に調査することになる、魅力的で変化に富んだ層のほんの一部に過ぎません。

リー・フレッチャー、レスター大学王立協会研究員。

この記事はもともと The Conversation に掲載されました。元の記事を読む。