Juno
Seit Juli 2016 zieht Juno eine extrem elliptische Polarbahn um Jupiter und taucht bei jedem Vorbeiflug bis auf wenige Tausend Kilometer an dessen Wolkenobergrenze heran, um die Geheimnisse dessen zu ergründen, was darunter verborgen liegt.
Aktuelle Position in der 3D-Erkundung ansehen →Eine Umlaufbahn, konzipiert zur Vermeidung von Strahlung
Juno wurde im August 2011 gestartet und erreichte Jupiter fünf Jahre später, am 4. Juli 2016. Statt einer klassischen Äquatorialbahn wählte die Mission eine stark elliptische Polarbahn, die die Sonde bei jedem Vorbeiflug nahe an den Planeten heranführt, bevor sie sich wieder weit von ihm entfernt. Diese Wahl ist nicht nur wissenschaftlich begründet: Jupiter besitzt das stärkste Magnetfeld des Sonnensystems und erzeugt Strahlungsgürtel von solcher Intensität, dass sie die Elektronik einer dauerhaft in der Nähe kreisenden Sonde rasch zerstören würden.
Indem sie schnell vorbeizieht und sich nach jedem nahen Vorbeiflug sofort wieder entfernt, begrenzt Juno ihre kumulierte Strahlenbelastung. Ihre empfindlichsten elektronischen Bauteile sind zudem in einem etwa einen Zentimeter dicken Titan-„Tresor" geschützt untergebracht — eine Premiere für eine interplanetare Mission.
Was Juno unter den Wolken enthüllt hat
Die Instrumente von Juno, insbesondere ihr Mikrowellenradiometer, erlauben es, die Atmosphäre Jupiters weit über das hinaus zu erforschen, was Teleskope im sichtbaren Licht beobachten können. Die Sonde zeigte, dass der Kern des Planeten größer und diffuser ist als erwartet — teilweise in der umgebenden Hülle aus metallischem Wasserstoff aufgelöst, statt scharf abgegrenzt zu sein —, eine Entdeckung, die eine Überarbeitung der Modelle zur Entstehung Jupiters erzwang.
Juno kartierte außerdem die Wirbelstürme, die an beiden Polen des Planeten kreisen und sich in unerwarteten geometrischen Mustern anordnen: acht Zyklone in Achteckform am Nordpol, fünf in Fünfeckform am Südpol, stabil seit Beginn der Mission. Ihre Messungen zeigten zudem, dass die charakteristischen Windbänder Jupiters viel tiefer in die Atmosphäre reichen als angenommen — bis zu etwa 3.000 km unter der sichtbaren Wolkendecke.
Das Zyklonen-Achteck des Nordpols
Dieses Falschfarbenbild, im Infrarotlicht vom Instrument JIRAM (Jovian Infrared Auroral Mapper) aufgenommen, zeigt die Wärme, die aus dem Inneren Jupiters durch die Wolken des Nordpols abgestrahlt wird — die helleren Töne entsprechen den heißesten Zonen, wo die Wolkendecke am dünnsten ist. Es ermöglichte Wissenschaftlern bereits bei den ersten polaren Vorbeiflügen der Mission im Jahr 2016 die Entdeckung einer völlig unerwarteten Anordnung: acht massive Zyklone, in einem nahezu perfekten Kreis um einen neunten, zentralen Zyklon angeordnet, jeder von ihnen mehrere Tausend Kilometer breit.
Was Forscher am meisten fasziniert, ist die Stabilität dieser Konfiguration: Entgegen den Vorhersagen der Modelle verschmelzen diese Zyklone trotz ihrer Nähe nicht miteinander, sondern scheinen sich gegenseitig abzustoßen, um Jahr für Jahr seit Beginn der Beobachtungen von Juno ein nahezu perfektes geometrisches Gleichgewicht aufrechtzuerhalten — ein Verhalten der Strömungsdynamik, das noch immer schlecht verstanden ist und das Wissenschaftler im Labor und durch Simulationen zu reproduzieren versuchen.
Eine auf die Galileischen Monde ausgeweitete Mission
Nachdem sie ihre ursprünglichen Ziele bei Jupiter selbst erfüllt hatte, wurde die Mission von Juno mehrfach verlängert, mit einem erweiterten Ziel: der Nahuntersuchung des Systems der Galileischen Monde. Die Sonde führte im September 2022 einen nahen Vorbeiflug an Europa durch und sammelte Daten über die Eiskruste dieses Mondes, der vermutlich einen Ozean aus flüssigem Wasser beherbergt, gefolgt von einem Vorbeiflug an Io in den Jahren 2023-2024, dem vulkanisch aktivsten Mond des Sonnensystems.
Diese Vorbeiflüge ergänzen die Jahrzehnte zuvor von der Galileo-Mission gesammelten Daten mit deutlich moderneren Instrumenten.
Die am weitesten entfernte solarbetriebene Sonde, die je entsandt wurde
Anders als die meisten Missionen ins äußere Sonnensystem, die auf nuklearen Generatoren beruhen, wird Juno vollständig mit Solarenergie betrieben — eine technisch gewagte Entscheidung in einer Entfernung, in der die Sonne rund 25-mal schwächer scheint als von der Erde aus. Ihre drei Solarpanels, jedes über 9 Meter lang, gehören zu den größten, die je an einer interplanetaren Sonde entfaltet wurden, liefern in der Umlaufbahn um Jupiter jedoch nur etwa 500 Watt — verglichen mit den knapp 14 Kilowatt, die dieselben Panels in Erdnähe erzeugen würden.
Diese technologische Wette, ermöglicht durch speziell für die Mission entwickelte hocheffiziente Photovoltaikzellen, machte Juno zur ersten solarbetriebenen Sonde, die so weit von der Sonne entfernt operiert — eine Leistung, die den Weg für künftige Missionen ins äußere System ebnet, ohne auf Plutonium angewiesen zu sein, einen Rohstoff, der selten und teuer in der Herstellung geworden ist.