NASA’nın Juno misyonunda görevli bilim insanları, Jüpiter sisteminin ilk tam 3 boyutlu radyasyon haritasını çıkardı. Bu haritada, buzlu uydu Europa’nın yörüngesi yakınındaki yüksek enerjili parçacıkların yoğunluğu ve radyasyon ortamının Jüpiter’in halkaları yakınında yörüngede dönen daha küçük Jüpiter uyduları tarafından nasıl şekillendirildiği de yer alıyor.

Çalışma, Danimarka Teknik Üniversitesi tarafından tasarlanıp inşa edilen Juno’nun yıldız kamerası Advanced Stellar Compass (ASC) ve İtalya, Floransa’da Leonardo, SpA tarafından inşa edilen Stellar Reference Unit (SRU) tarafından toplanan verilere dayanmaktadır. İki veri kümesi birbirini tamamlayarak Juno bilim insanlarının farklı enerjilerdeki radyasyon ortamını karakterize etmesine yardımcı olmaktadır.

Hem ASC hem de SRU, derin uzay navigasyonunun zorluklarına yardımcı olmak için tasarlanmış düşük ışık kameralarıdır. Bu tür cihazlar neredeyse tüm gezegenler arası ve Dünya yörüngesindeki uzay araçlarında bulunur. Bunların radyasyon dedektörü olarak çalışmasını sağlamak için Juno bilim ekibi kameralara tamamen yeni bir ışık altında bakmak zorundaydı.

San Antonio’daki Southwest Araştırma Enstitüsü’nden Juno baş araştırmacısı Scott Bolton, “Juno’da sensörlerimizi doğayı öğrenmek için kullanmanın yeni yollarını bulmaya çalışıyoruz ve bilimsel araçlarımızın çoğunu tasarlanmadıkları şekillerde kullandık” dedi.

“Bu, Jüpiter’in radyasyon ortamının nasıl işlediğini anlamak için önemli bir adım olan, bu yüksek enerjilerdeki bölgenin ilk ayrıntılı radyasyon haritasıdır. Bölgenin ilk ayrıntılı haritasını oluşturabilmiş olmamız büyük bir olaydır, çünkü radyasyonu aramak için tasarlanmış bir cihaz taşımıyoruz. Harita, Jüpiter sistemine yapılacak bir sonraki nesil görevler için gözlemlerin planlanmasına yardımcı olacak,” diyor Bolton.

Ateş böceklerini saymak

Juno’nun ASC yıldız kamerası, uzay aracının MAG deneyinin başarısı için hayati önem taşıyan uzaydaki yönelimini belirlemek için yıldızların görüntülerini alır. Ancak Juno’nun manyetometre bomunda bulunan dört yıldız kamerası, Jüpiter’in manyetosferindeki yüksek enerjili parçacık akışlarının değerli dedektörleri olduklarını da kanıtladılar. “Sert radyasyon”u kaydederler; bu, ASC yıldız kamerasının kalkanından geçebilecek kadar enerjiye sahip bir uzay aracına çarpan yüksek nüfuz gücüne sahip iyonlaştırıcı radyasyondur.

Juno bilimcisi ve Danimarka Teknik Üniversitesi profesörü John Leif Jørgensen, “ASC her çeyrek saniyede bir yıldızların görüntüsünü alıyor” dedi.

“Korumasını delen çok enerjik elektronlar, görüntülerimizde bir ateş böceğinin izine benzeyen belirgin bir iz bırakıyor. Alet, bu ateş böceklerinin sayısını saymak üzere programlanmış ve bize radyasyon miktarının doğru bir hesaplamasını sağlıyor,” diyor Jørgensen.

Juno’nun sürekli değişen yörüngesi nedeniyle uzay aracı, Jüpiter’e yakın uzayın neredeyse tüm bölgelerini kat etti.

Yıldız kamerasından alınan ASC verileri, uydu Europa’nın yörüngesi yakınında daha önce düşünülenden daha düşük enerjili radyasyona kıyasla daha fazla çok yüksek enerjili radyasyon olduğunu gösteriyor. Veriler ayrıca, Europa’nın yörüngesel hareket yönüne bakan tarafında bulunan yüksek enerjili elektron miktarının uydunun kayma akışından daha fazla olduğunu doğruluyor.

Bunun nedeni, Jüpiter’in manyetosferindeki elektronların çoğunun, Jüpiter’in manyetik alanının dönmesi nedeniyle Europa’yı arkadan yakalaması, ancak çok yüksek enerjili elektronların, akıntıya karşı yüzen balıklar gibi geriye doğru sürüklenmeleri ve Europa’nın ön tarafına çarpmalarıdır.

Jüpiter sisteminden gelen radyasyon verileri, ASC’nin göreve yaptığı ilk planlanmamış bilimsel katkı değil. Jüpiter’e varmadan önce bile, ASC verileri Juno’ya çarpan gezegenler arası tozu ölçmek için kullanıldı. Ve görüntüleyici, aynı toz algılama tekniğini kullanarak daha önce keşfedilmemiş bir kuyrukluyıldızı bile keşfetti – Juno’ya çok yüksek bir hızla çarpan mikroskobik toz tarafından fırlatılan uzay aracının küçük parçalarını ayırt etti.

Juno görevinden elde edilen sonuçlar hakem değerlendirmesinin son aşamasındadır ve dergide yayınlanacaktır. Jeofizik Araştırma Mektupları.

Toz halkaları

ASC gibi SRU da radyasyon dedektörü ve düşük ışık görüntüleme cihazı olarak kullanılmıştır.

Juno’nun SRU ve ASC’sinden alınan veriler, Europa gibi, Jüpiter’in halkalarının içinde veya yakınında yörüngede dönen (ve şekillerini korumaya yardımcı olan) küçük “çoban uydularının” da Jüpiter’in radyasyon ortamıyla etkileşime girdiğini gösteriyor. Uzay aracı halka uydularına veya yoğun toza bağlı manyetik alan çizgileri üzerinde uçtuğunda, hem ASC hem de SRU’daki radyasyon sayısı hızla düştü. SRU ayrıca Juno’nun benzersiz bakış açısından halkaların nadir düşük ışık görüntülerini topluyor.

Görevi yöneten NASA Jet Propulsion Laboratuvarı’nda bilim insanı ve SRU’nun baş araştırmacısı Heidi Becker, “Jüpiter’in halkalarının nasıl oluştuğu konusunda hala çok fazla gizem var ve önceki uzay araçları tarafından çok az görüntü toplandı” dedi.

“Bazen şanslı oluyoruz ve küçük çoban uydularından biri karede yakalanabiliyor. Bu görüntüler, halka uydularının şu anda nerede bulunduğunu daha kesin bir şekilde öğrenmemizi ve tozun Jüpiter’e olan uzaklığına göre dağılımını görmemizi sağlıyor.”

Ajansın Europa Clipper uzay aracı Ekim ayında fırlatıldığında, halk tarafından gönderilen 2,6 milyondan fazla ismi içeren zengin katmanlı bir gönderi taşıyacak.

NASA’nın uzaya ilham verici mesajlar gönderme konusundaki köklü geleneğini sürdüren ajansın, bu yılın sonlarında Jüpiter’in uydusu Europa’ya doğru fırlatılacak olan Europa Clipper için özel planları var. Ay, buzlu kabuğunun altında, Dünya’daki tüm okyanusların toplamından iki kat daha fazla su içeren bir okyanusun güçlü kanıtlarını gösteriyor. Uzay aracındaki üçgen metal plaka, Dünya ile olan bu bağlantıyı çeşitli şekillerde onurlandıracaktır.

Eserin kalbinde, ABD’li Şair Ada Limón’un el yazısıyla yazdığı “Gizeme Övgü: Avrupa için Bir Şiir” gravürü ve halk tarafından sunulan 2,6 milyondan fazla ismin yer aldığı silikon bir mikroçip yer alıyor. Mikroçip, Jovian sisteminin ortasındaki bir şişe resminin merkezi parçası olacak; bu, NASA’nın halkı uzay aracıyla birlikte isimlerini göndermeye davet eden “Şişedeki Mesaj” kampanyasına bir gönderme.

Avrupa’ya ‘altın rekor’

Metal tantaldan yapılmış ve yaklaşık 7 x 11 inç (18 x 28 santimetre) boyutlarında olan plakanın her iki tarafında da grafik öğeler bulunur. Dışa bakan panelde Dünya’nın Avrupa ile bağlantısını vurgulayan sanat eserleri yer alıyor. Dilbilimciler, dünya çapındaki dil ailelerinden 103 dilde konuşulan “su” kelimesinin kayıtlarını topladılar. Ses dosyaları dalga formlarına (ses dalgalarının görsel temsilleri) dönüştürüldü ve plakaya kazındı. Dalga formları, Amerikan İşaret Dili’nde “su” anlamına gelen işareti temsil eden bir sembolden yayılır.

Konuşulan dillerin sesini duymak ve işareti görmek için şu adrese gidin: go.nasa.gov/MakeWaves.

Dünya üzerindeki yaşamın zenginliğini ve çeşitliliğini aktaracak ses ve görüntüleri taşıyan Voyager uzay aracının Altın Plak’ının ruhuna uygun olarak, Europa Clipper’ın üzerindeki katmanlı mesaj, hayal gücünü harekete geçirmeyi ve birleştirici bir vizyon sunmayı amaçlıyor.

Washington’daki NASA Genel Merkezi Gezegen Bilimi Bölümü direktörü Lori Glaze, “Europa Clipper’ın tonoz plakasının içeriği ve tasarımı anlamla yüzüyor” dedi. “Tabak, evrende insanlığın sunabileceği en iyi şeyleri (bilim, teknoloji, eğitim, sanat ve matematik) birleştiriyor. Bildiğimiz tüm yaşam formları için gerekli olan su yoluyla bağlantı mesajı, Dünya’nın bu gizemli dünyayla olan bağını mükemmel bir şekilde gösteriyor okyanus dünyasını keşfetmeye çıkıyoruz.”

Kozmosa ulaşmak

Europa Clipper, 2030 yılında 1,6 milyar mil (2,6 milyar kilometre) yolculuğun ardından Jüpiter’in etrafında dönmeye başlayacak ve Europa’nın 49 yakın uçuşunu gerçekleştirecek. Yaşamı destekleyebilecek koşulların olup olmadığını belirlemek için uzay aracının güçlü bilimsel araçları, ayın yeraltı okyanusu, buzlu kabuğu, ince atmosferi ve uzay ortamı hakkında veri toplayacak.

Bu aletlerin elektronikleri, onları Jüpiter’in cezalandırıcı radyasyonundan korumak için tasarlanmış devasa bir metal kasanın içinde yer alıyor. Hatıra plakası kasadaki bir açıklığı kapatacak.

Yaşanabilir koşulların araştırılması görevin merkezinde yer aldığından, Drake Denklemi plakanın içe bakan tarafına da kazınmıştır. Gökbilimci Frank Drake, 1961’de Dünya’nın ötesinde gelişmiş medeniyetler bulma olasılığını tahmin etmek için matematiksel formülasyonu geliştirdi. Denklem o zamandan beri astrobiyoloji ve ilgili alanlardaki araştırmalara ilham verdi ve rehberlik etti.

Ek olarak, plakanın içe bakan tarafındaki sanat eseri, yıldızlararası iletişim için makul olduğu düşünülen radyo frekanslarına bir referans içerecek ve insanlığın kozmostan gelen mesajları dinlemek için bu radyo bandını nasıl kullandığını simgeleyecek. Bu özel frekanslar, suyun bileşenleri tarafından uzaya yayılan radyo dalgalarıyla eşleşir ve gökbilimciler tarafından “su birikintisi” olarak bilinir. Plaka üzerinde radyo emisyon çizgileri olarak tasvir ediliyorlar.

Son olarak, plakada gezegen biliminin kurucularından biri olan ve yirmi yıl önce bir Europa misyonu geliştirmeye yönelik ilk çabaları Europa Clipper’ın temelini oluşturan Ron Greeley’nin bir portresi yer alıyor.

NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’ndan Proje Bilimcisi Robert Pappalardo, “Bu görevin kendisinde olduğu gibi, bu plaka tasarımına da pek çok düşünce ve ilham kattık” diyor. “Bu onlarca yıllık bir yolculuktu ve Europa Clipper’ın bu su dünyasında bize neler göstereceğini görmek için sabırsızlanıyoruz.”

Europa Clipper’ın montajı JPL’de tamamlandıktan sonra uzay aracı, Ekim ayındaki fırlatılışına hazırlık amacıyla NASA’nın Florida’daki Kennedy Uzay Merkezi’ne gönderilecek.