Используя камеры миссии НАСА Juno, предназначенные для навигации, ученые составили первую полную 3D-карту радиационной обстановки в системе Юпитера. Карта характеризует радиационную среду при различных энергиях и показывает, как она ведет себя вблизи спутника Европа и как на нее влияет присутствие небольших спутников, вращающихся вокруг колец Юпитера.
Работа основана на данных, полученных с помощью усовершенствованного звездного компаса (ASC), созданного Техническим университетом Дании, и звездного эталонного блока (SRU), созданного компанией Leonardo Spa. Это системы камер для съемки в условиях низкой освещенности, предназначенные для помощи в навигации в дальнем космосе.
Скотт Болтон, руководитель проекта Juno в Юго-Западном исследовательском институте, сказал: «Это важный шаг в понимании того, как устроена радиационная среда Юпитера. Это поможет спланировать наблюдения для следующего поколения миссий к системе Юпитера».
Новое применение ASC и SRU
Усовершенствованный звездный компас состоит из четырех звездных камер, размещенных на магнитометрическом манипуляторе «Юноны». Отсюда каждые четверть секунды они делают снимки звезд, чтобы определить ориентацию зонда в пространстве, что является основным условием для анализа магнитного поля.
Однако для целей данного исследования прибор использовался как детектор потоков высокоэнергетических частиц в магнитосфере Юпитера. Высокоэнергетичные электроны, проникающие сквозь защитную оболочку ASC, оставляют на снимках, сделанных камерами, заметные следы, похожие на светлячков. Прибор запрограммирован на подсчет количества таких следов, что позволяет точно рассчитать количество ионизирующего излучения, попавшего на Juno.
Аналогичным образом звездный эталонный блок использовался как детектор радиации и как устройство для получения изображений при низкой освещенности.
На этом графике представлены данные с камер наблюдения за звездами Advanced Stellar Compass (ASC), установленных на борту зонда НАСА Juno, и модель интенсивности излучения в разных точках орбиты зонда вокруг Юпитера.
Картирование радиации в среде Юпитера
За время своего обращения вокруг Юпитера зонд Juno прошел практически все области пространства вблизи газового гиганта. Данные ASC и SRU свидетельствуют о том, что вблизи орбиты Европы очень высокоэнергетического излучения больше, чем низкоэнергетического, как считалось ранее.
Данные также подтверждают, что на стороне Европы, обращенной к направлению ее орбитального движения, больше высокоэнергетических электронов, чем в другом направлении. Это объясняется тем, что большинство электронов в магнитосфере Юпитера обгоняют Европу сзади из-за вращения планеты, а высокоэнергетические электроны движутся назад (как рыба, плывущая против течения), ударяясь о переднюю сторону Европы.
Оба прибора также указывают на то, что, подобно Европе, малые спутники, вращающиеся в кольцах Юпитера или вблизи их края, взаимодействуют с радиационной средой планеты. При пролете «Юноны» над линиями магнитного поля, связанными с кольцевыми спутниками или плотной пылью, количество излучения на ASC и SRU резко падает.
