Oppdrag Jupiter

5. august 2011 starta romsonden Junos ferd mot Jupiter. Lyset som forlot Jorda da Atlas-raketten tok av fra Cape Canaveral brukte 39 minutter og 50 sekunder på å nå den enorme gassplaneten. Juno har brukt nesten fem år på turen, tidlig tirsdag morgen norsk tid er den framme.

Juno skal først og fremst hjelpe oss med å forstå hvordan Jupiter ble til og har utvikla seg. Men før den kan gå i gang med det må sonden, som på det tidspunktet beveger seg i 58 kilometer i sekundet, bremse ned og komme seg inn i bane rundt kjempeplaneten.

– Det er sikkert tusenvis av små og store ting som kan gå ad undas, men nedbremsingen ved ankomsten er helt avgjørende, sier astrofysiker Jan-Erik Ovaldsen.

Mer om det senere, først kan det være greit å friske opp det vi allerede vet om Jupiter.

Lange år, korte dager

Babylonske astronomer fikk øye på Jupiter allerede for nesten 3000 år siden. Kanskje ikke så rart, det er det fjerde mest lyssterke himmellegemet etter Sola, Månen og Venus. I 1610 oppdaga Galileo Galilei Jupiters fire største måner, noe som tyda på at Kopernikus var inne på noe da han lanserte teorien om at det var Sola, og ikke Jorda, som var sentrum i solsystemet vårt.

• Les: Fem av de viktigste himmelfenomenene i 2016

Jupiter har minst 67 måner og er på sett og vis et solsystem i miniatyr. Gassplaneten består, som Sola, først og fremst av hydrogen og helium, og hadde den vært omtrent 80 ganger mer massiv enn den er, hadde den vært en stjerne og ikke en planet. Vi tror at Jupiter var den første planeten i vårt solsystem som ble til, da den tok til seg mesteparten av gassene som ble igjen etter Solas dannelse.

Årene på Jupiter er lange, planeten bruker tolv år på én runde rundt Sola. Dagene er til gjengjeld korte, en rotasjon tar ti timer. De karakteristiske stripene vi ser på bilder av gasskjempen er forårsaka av sterke øst-vest-vinder høyt oppe i planetens atmosfære.

I tillegg til stripene er Jupiter kjent for Den store røde flekken, som er et stormsystem som har vart i minst 200 år. Flekken er dobbelt så stor som Jorda, noe som gjør den godt synlig herfra, selv gjennom et nokså lite teleskop.

• Les: Babylonerne regna ut Jupiters bane

Juno er ikke det første fartøyet som har besøkt Jupiter. Tidlig på 70-tallet fløy Pioneer-sondene forbi, og i 1979 tok Voyager 1 og 2 bilder da de passerte på vei videre ut i solsystemet. Ulysses fikk i 1992 hjelp av Jupiters gravitasjon til å komme seg inn i en spesiell bane rundt Sola, og Cassini Huygens knipsa i 2000 masse bilder på vei til Saturn.

Galileo er den eneste sonden som har gått i bane rundt Jupiter, det gjorde den fra 1995 til 2003. New Horizons, som for ett år siden passerte Pluto, fikk i 2007 en gravitasjonsdytt fra Jupiter, og takka for hjelpa gjennom å gjøre målinger på ringsystem, magnetfelt og månebaner.

En liten omvei

Nå er det altså Junos tur til å se nærmere på Jupiter. Og prosjektet, som totalt har kosta 1.13 milliarder dollar, bryter flere barrierer – her er noen av punktene på NASAs skryteliste:

• Juno er det solcelledrevne romfartøyet som har vært lengst unna Jorda.
• Juno blir den første sonden som går i pol-til-pol-bane rundt en av de ytre planetene.
• Juno blir romsonden som har vært nærmest Jupiter.
• Juno blir det første romfartøyet som benytter seg av 3d-printa deler av titan.
• Juno blir det romfartøyet som går inn i bane rundt en planet i høyest hastighet – 58 kilometer i sekundet.
• Juno kommer til å ta bilder av Jupiter i høyere oppløsning enn noen andre har gjort.

Juno har ikke reist i rett linje fra Jorda til Jupiter, langt i fra. Et år etter oppskytinga i 2011 hadde sonden kommet seg forbi Mars' bane, men i oktober 2013 var den nesten tilbake der den starta, og fløy forbi Jorda i bare 500 kilometers høyde. Grunnen er at den trengte litt gravitasjonshjelp hjemmefra for å komme seg helt ut til Jupiter.

• NASA: 84 sider om Juno/Jupiter

Så selv om avstanden mellom Jorda og Jupiter på avreisetidspunktet var 716 millioner kilometer, har Juno vært nødt til å tilbakelegge 2.800 millioner kilometer for å komme dit den skal. Og selv om mye kan gå galt på en sånn tur, er det likevel den siste halvtimen inn mot Jupiter som er mest spennende.

– Juno vil være den raskeste romsonde som noen gang har blitt bremset ned for å gå inn i bane rundt en klode i solsystemet vårt. Bremseraketten må avfyres i minst 20 minutter for at sonden skal miste tilstrekkelig fart til å bli fanget av kjempeplanetens gravitasjonsfelt og gå inn i bane. Hvis ikke, er oppdraget en fiasko, sier Jan-Erik Ovaldsen til NRK.no.

Hvis alt går etter planen skal bremseraketten brukes i 30-35 minutter, noe som vil gi en optimal omløpsbane med tanke på målingene som skal gjennomføre i tida fram til februar 2018.

– Når vi får beskjed om at nedbremsinga er i boks kommer det til å jubles. For det betyr at vi er i bane rundt Jupiter, og det er veldig kult, sier Rick Nybakken, sjef for Juno-prosjektet, til New York Times.

Nedbremsinga er likevel ikke siste hinder på veien mot gode målinger:

– Hvis Juno kommer seg inn i den planlagte banen, har den likevel en tøff tid foran seg. Gasskjempen har et svært sterkt magnetfelt og omgis av ekstremt sterke strålingsbelter. Sondens datamaskiner og elektronikk er derfor plassert i et eget titanhvelv. Vi får håpe veggene er tykke nok.

Ovaldsen forklarer at det er venta at vidvinkelkameraet Juno er utstyrt med vil ta kvelden etter omtrent sju av 33 planlagte runder rundt Jupiter.

Nysgjerrig på kjernen

Junos hovedoppgave er å hjelpe astronomene å forstå hvordan Jupiter ble til og hvordan den har utviklet seg. Den er desidert størst i sosystemet, og sannsynligvis også den første som ble danna. Den kan minne om ei stjerne, og har så mange måner rundt seg at de sammen nesten utgjør et lite solsystem i solsystemet.

– Jupiter er nøkkelen til å forstå de forhold og prosesser som lå til grunn for skapelsen av solsystemet. Som massiv gasskjempe kan den også lære oss om de mange kjempeplanetene som ukentlig oppdages rundt andre stjerner, sier Ovaldsen.

Han lister opp noen av forskernes konkrete mål med Juno-prosjektet:

• Bestemme hvor mye vann det er i atmosfæren og hvorvidt Jupiter har en kjerne av fast stoff, noe som vil gi svar på hvilken av teoriene for planetdannelse som er riktig.
• Nøye kartlegge Jupiters gravitasjonsfelt og dermed massefordelingen i dens indre.

• Gjøre nøyaktige målinger av Jupiters kraftige magnetfelt for å bestemme dets opprinnelse og struktur og hvor dypt inni planeten det dannes.

• Undersøke Jupiters dypere atmosfærelag med tanke på sammensetning, temperatur, bevegelser i skysystemene m.m. Et sentralt spørsmål er hvor dypt ned de lyse og mørke båndene rundt Jupiter strekker seg.

• Lage et tredimensjonalt kart over planetens magnetosfære rundt polene og studere det kraftige nord- og sørlyset.

Selv er Ovaldsen mest nysgjerrig på hva som befinner seg i Jupiters kjerne.

– Man antar den har en fast kjerne, men vi vet det ikke sikkert. Eksakt hva den eventuelle faste kjernen består av eller hvor massiv den er, har man ingen sikker kunnskap om. Hvis Juno klarer å finne ut hva Jupiters kjerne inneholder og hvor massiv den er, vil forskere lettere kunne skille mellom teoriene for hvordan gassplanetene ble til da solsystemet vokste fram for rundt 4,5 milliarder år siden.

Det kommer uansett til å ta litt tid før vi får noen resultater fra Juno, det gjøres ikke vitenskapelige målinger i dagene rundt nedbremsinga. De første detaljerte bildene kommer etter planen i slutten av august.

20. februar 2018 skal Juno styres ut av bane og inn mot selve Jupiter. Sonden er ikke rusta for å hanskes med atmosfæren der, og kommer til å brenne opp. På den måten unngår den å kollidere med en av Jupiters måner, og i verste fall overføre en og annen hardfør bakterie.

Men fram mot den tid, i løpet av de 37 planlagte rundene rundt gasskjempen, kan Juno finne på å lære oss masse om hvordan solsystemet vårt ble danna. Vi venter i spenning.