Usando câmeras projetadas para navegação, os cientistas contam ‘vaga-lumes’ para determinar a quantidade de radiação que a espaçonave recebe durante cada órbita de Júpiter.
NASAA missão Juno da NASA criou o primeiro mapa de radiação 3D abrangente do sistema de Júpiter, revelando a influência de luas menores e a intensidade da radiação perto Europa. Utilizando técnicas inovadoras com as câmeras de bordo da Juno, os cientistas adaptaram esses dispositivos para estudar partículas de alta energia, fornecendo informações valiosas sobre o comportamento da magnetosfera de Júpiter e auxiliando futuras missões.
Mapeamento de radiação 3D do sistema de Júpiter
Cientistas da missão Juno da NASA desenvolveram o primeiro mapa de radiação 3D completo do sistema de Júpiter. Junto com a caracterização da intensidade das partículas de alta energia perto da órbita da lua gelada Europa, o mapa mostra como o ambiente de radiação é esculpido pelas luas menores orbitando perto dos anéis de Júpiter.
O trabalho se baseia em dados coletados pela Juno’s Bússola Estelar Avançada (ASC), que foi projetado e construído pela Universidade Técnica da Dinamarca, e a nave espacial Unidade de referência estelar (SRU), que foi construído pela Leonardo SpA em Florença, Itália. Os dois conjuntos de dados se complementam, ajudando os cientistas da Juno a caracterizar o ambiente de radiação em diferentes energias.
Uso inovador de câmeras de navegação
Tanto a ASC quanto a SRU são câmeras de baixa luminosidade projetadas para auxiliar na navegação no espaço profundo. Esses tipos de instrumentos estão em quase todas as espaçonaves. Mas para fazê-los operar como detectores de radiação, a equipe científica da Juno teve que olhar para as câmeras sob uma luz totalmente nova.
“Na Juno, tentamos inovar novas maneiras de usar nossos sensores para aprender sobre a natureza, e usamos muitos de nossos instrumentos científicos de maneiras para as quais eles não foram projetados”, disse Scott Bolton, pesquisador principal da Juno do Southwest Research Institute em San Antonio. “Este é o primeiro mapa de radiação detalhado da região nessas energias mais altas, o que é um grande passo para entender como o ambiente de radiação de Júpiter funciona. Isso ajudará a planejar observações para a próxima geração de missões ao sistema joviano.”
Contando vaga-lumes
Composto por quatro câmeras estelares no braço do magnetômetro da espaçonave, o ASC da Juno tira imagens de estrelas para determinar a orientação da espaçonave no espaço, o que é vital para o sucesso da missão. experimento de campo magnético. Mas o instrumento também provou ser um detector valioso de fluxos de partículas de alta energia na magnetosfera de Júpiter. As câmeras registram “radiação dura”, ou radiação ionizante que impacta uma espaçonave com energia suficiente para passar pela blindagem do ASC.
“A cada quarto de segundo, o ASC tira uma imagem das estrelas”, disse o cientista da Juno John Leif Jørgensen, da Universidade Técnica da Dinamarca. “Elétrons muito energéticos que penetram sua blindagem deixam uma assinatura reveladora em nossas imagens que parece o rastro de um vaga-lume. O instrumento é programado para contar o número desses vaga-lumes, nos dando um cálculo preciso da quantidade de radiação.”
Devido à órbita em constante mudança de Juno, a espaçonave atravessou praticamente todas as regiões do espaço próximas a Júpiter.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/SwRI
Insights sobre a magnetosfera de Júpiter
Dados do ASC sugerem que há mais radiação de altíssima energia em relação à radiação de baixa energia perto da órbita de Europa do que se pensava anteriormente. Os dados também confirmam que há mais elétrons de alta energia no lado de Europa voltado para sua direção orbital de movimento do que no lado posterior da lua. Isso ocorre porque a maioria dos elétrons na magnetosfera de Júpiter ultrapassa Europa por trás devido à rotação do planeta, enquanto os elétrons de altíssima energia derivam para trás, quase como peixes nadando contra a corrente, e batem na parte frontal de Europa.
Dados de radiação joviana não são a primeira contribuição científica do ASC para a missão. Mesmo antes de chegar a Júpiter, dados do ASC foram usados para determinar uma medição de poeira interestelar impactando Juno. O imageador também descobriu um cometa até então não mapeado usando a mesma técnica de detecção de poeira, distinguindo pequenos pedaços da espaçonave ejetados por poeira microscópica impactando Juno em alta velocidade.
Interação com as luas e anéis de Júpiter
Assim como o ASC da Juno, o SRU tem sido usado como um detector de radiação e um gerador de imagens de baixa luminosidade. Dados de ambos os instrumentos indicam que, assim como Europa, as pequenas “luas pastoras” que orbitam dentro ou perto da borda dos anéis de Júpiter (e ajudam a manter o formato dos anéis) também parecem interagir com o ambiente de radiação do planeta. Quando a espaçonave voa em linhas de campo magnético conectadas a luas de anéis ou poeira densa, a contagem de radiação tanto no ASC quanto no SRU cai vertiginosamente. O SRU também está coletando imagens raras de baixa luminosidade dos anéis do ponto de vista exclusivo da Juno.
“Ainda há muito mistério sobre como os anéis de Júpiter foram formados, e muito poucas imagens foram coletadas por espaçonaves anteriores”, disse Heidi Becker, co-investigadora principal da SRU e cientista do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.JPL) no sul da Califórnia, que gerencia a missão. “Às vezes temos sorte e uma das pequenas luas pastoras pode ser capturada na foto. Essas imagens nos permitem aprender mais precisamente onde as luas do anel estão localizadas atualmente e ver a distribuição de poeira em relação à sua distância de Júpiter.”
Mais sobre a missão Juno
Gerenciada pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, a Missão Juno é parte integrante do Programa Novas Fronteiras, que visa explorar Júpiter para obter insights sobre as origens e o ambiente do planeta gigante. Construída e operada pela Lockheed Martin Space em Denver, a espaçonave apresenta componentes críticos como a Bússola Estelar Avançada desenvolvida pela Universidade Técnica da Dinamarca e a Unidade de Referência Estelar da Leonardo SpA em Florença, Itália. Sob a orientação do pesquisador principal Scott Bolton do Southwest Research Institute, a Juno ajuda a desvendar os mistérios do maior planeta do nosso sistema solar.
