Güneş Sisteminin en büyük gezegeni olan Jüpiter, tam 79 adet uyduya sahiptir. Dolayısıyla bu uydular, araştırmacıların dikkatleri çekmekte ve incelemesi neredeyse zorunlu hale gelmektedir. Juno Uzay Programı ise tam bu yüzden vardır. Program, Jüpiter’i ve sahip olduğu uyduları incelemek için geliştirilmiştir. Peki neden bu uydulara gözümüzü diktik? Bu görevle neler amaçlıyoruz? Neden Jüpiter’e ziyaretler düzenliyoruz? Bunları yaparken hangi ekipmanları kullanıyoruz?
Gelin, hep beraber bu uzay programına daha yakından bakalım.
İçindekiler
Juno Uzay Programına Genel Bakış
Juno Uzay Programı, Jüpiter’in sırlarını çözmek ve gezegenin evrimini anlamak için geliştirilmiştir. Bunun yanı sıra projenin, Güneş Sistemi’nin başlangıcı hakkında bakışımızı geliştirmek için projelendirildiği açıktır. Aslında bu gaz devi gezegenin hikâyesi, Güneş Sisteminin de hikâyesidir. Juno, insansız bir uzay aracıdır. Nitekim bazı alt görevleri vardır. Bu görevler:
- Jüpiter’in atmosferindeki su oranını belirlemek
- Gezegen oluşum teorilerinin doğruluğunu incelemek
- Jüpiter’in atmosferinin kompozisyonu, sıcaklığını, bulut hareketlerini ölçmek
- Jüpiter’in manyetik ve yerçekimi alanlarının haritasını çıkartmak
- Gezegenin kutuplarına yakın manyetosferini, auroraları (yani gezegenin kuzey ve güney ışıklarını) keşfetmek
- Gezegenin manyetik alanının atmosferi nasıl etkilediğini hakkında bilgi sahibi olmaktır.
Juno Uzay Programı’nın temel amacı, Jüpiter’in kökenini ve evrimi anlamaktır. Jüpiter’in yoğun bulut örtüsü, Güneş Sisteminin geçirdiği süreç ve zamana bağlı koşulları koruyor. Bu gaz devi gezegen, keşfedilen gezegen sistemlerini anlamak için kritik bilgiler içeriyor.
Juno, gezegen hakkında bilinmeyenleri ortaya çıkartıyor. Bunu yaparken bilimsel ekipmanı oldukça önemli iş görüyor. Neticede katı gezegen çekirdeğinden Jüpiter’in manyetik alanına, derin atmosferinin su ve amonyak miktarını ölçüyor. Böylece dev gezegenlerin nasıl ortaya çıktığı netleşiyor. Bunun yanında bu devlerin, Güneş Sistemi’nin geri kalanını bir araya getirmedeki rolü belirgin hâle geliyor.
Jüpiter’in Kökeni
Güneş Sistemi oluşumu hakkında ortaya çıkan teorilerin pek çoğu, ilkel güneşin dev bir gaz ve toz bulutu ve nebulanın çökmesiyle başladığını söyler. Jüpiter de tıpkı Güneş gibi Hidrojen ve Helyum gazlarından oluşur. Bu sebeple Güneş’in, oluştuktan sonra ortaya çıkan malzemenin çoğunu yakalamış olması muhtemeldir. Fakat bunun nasıl olduğu henüz net değildir.
Öncelikle devasa gezegen çekirdeği oluştuğunda bu gaz yerçekimsel olarak mı keşfedildi yoksa bulutsu içinde kararsız bir bölge çöküp gezegen oluşumunu mu tetikledi? Bu iki durum arasındaki fark oldukça fazladır. Çok daha önemli olan bir diğer şey ise buradaki dengedir: Buzlu gezegenimsiler ve ya küçük boyutlu gezegenlerin gezegen oluşumundaki bileşimi ve Dünya’nın ve diğer kaya gezegenlerin kökeni arasındaki denge. Nitekim buzlu gezegenlerin, yaşamın temel yapıtaşları olan su ve karbonun taşıyıcılarıdır.
Jüpiter, Dünya’ya olanın aksine dev kitlesiyle orijinal kompozisyonu korudu ve böylece korunmuş bir araştırma alanı yerine geçti. Juno Uzay Programının amacı, Jüpiter’in su ve amonyak miktarını ölçmek ve gerçekten katı bir çekirdeğe sahip olup olmadığını anlamaktır. Böylece Güneş Sisteminin kökeni, doğrudan çözülecektir. Çünkü bu sayede yerçekimi ve manyetik alan haritası oluşacak ve sonuçta çekirdeğin kütlesi ölçülebilecektir.
Atmosfer Bahsi
Jüpiter’in renkli bölgeleri, kuşaklarının ve diğer bir takım özelliklerinin ne kadar derine nüfuz ettiği cevabı çok merak edilen bir sorudur. Juno Uzay Programı dahilinde kullanılan sonda ile gezegenin atmosferinin küresel yapısını ve hareketlerini ilk kez belirleyecek ayrıca atmosfer bileşimi, farklı sıcaklık ve derinliklerdeki hareket kalıplarını haritalayacaktır.
Manyetosfer
Manyetosfer, kalkan görevini üstlenen ve gezegenlerin çekirdeklerinin yarattığı bir manyetik bölgedir. Dünya’daki manyetosfer, güçlü bir manyetik alan yaratarak uzaydan gelen zararlı parçacıklara karşı gezegeni korurken bir kalkan gibi davranır. Lakin kuzey ışıklarının nedeni olarak görsel şölen sunar. Dünyamızda manyetosferin kökeni, gezegenimizin çekirdeğindeki erimiş metallerin konveksiyonel hareketlerine bağlıdır.
Jüpiter’in atmosferinin derinliklerinde hidrojen gazı büyük bir basınç altındadır. Nitekim bu basınç sebebiyle metalik hidrojen sıvılaşmıştır. Bu hidrojen ise gezegenin yoğun manyetik alanının kaynağı olduğuna inanılan ve iletken bir metal gibi davranır. Bu güçlü manyetik alan ile yüklü parçacıklar gezegenin atmosferine çöker. Böylece Güneş sisteminin en parlak auroraları oluşur.
Juno uzay aracı, Jüpiter’in kutuplarına yakın yüklü parçacıkları ve manyetik alanları doğrudan örneklemeyi amaçlar. Kutup bölgelerine çarpan muazzam miktarda enerjinin ürettiği mor ötesi ışıkta auroraları gözlemleyecek. Bu olayla gezegen sistemine sahip genç yıldızlarınkine benzer manyetik nesneleri anlamamız kolaylaşacak.
Juno İsminin Kökeni
Juno, Yunan ve Roma mitolojisinde geçer. Jüpiter, yaramazlığı ile bilinen bir tanrıdır. Etrafına çektiği bulut ile ünlüdür. Jüpiter’in gerçek doğasını keşfeden karısı Juno olmuştur. Bulut alegorisi üzerine yola çıkan araştırmacılar, Jüpiter’e bulutlarının arkasından bakmayı misyon edinirler. Jüpiter’in gerçek doğasını incelemek birinci hedeftir. Sonuçta Juno, gezegeni keşfetmek için bulutların altına bakmalı ve Jüpiter’in bilinmeyene tarihini ve yapısını ortaya çıkarmalıdır.
Görev Zaman Çizelgesi
- 5 Ağustos 2011 – Lansman
- Ağustos/ Eylül 2021 – Derin uzay manevraları
- Ekim 2013 – Dünya uçuş yerçekimi yardımı
- Temmuz 2016 – Jüpiter’e varış
- Temmuz 2021 – Görevin sonu
Görevinin sonlanmasıyla Juno Uzay Aracı, ajans tarafından genişletilmiş göreve dahil oldu. 2025 Eylül civarı uzay aracı, ömrünün sonuna yaklaşacak ve bu süreçte araştırmalarını sürdürecek. Nitekim bu genişletilmiş görev ile Jüpiter’in en ilgi çekici 3 uydusuna ek uçuşlar da yapılacak: Ganymede, Europa ve Lo. Böylece Jovian olarak adlandırılan tüm Jüpiter sisteminin (yani gezegen, halkaları ve uydularının) araştırması bitecek.
Juno görevi, NASA’nın “New Frontiers” yani “Yeni Sınırlar” Programı kapsamında tasarlanan ikinci uzay aracıdır. Görev Huntsville, Ala’daki Marshall Uzay Merkezinden yönetiliyor. Fırlatma hizmetleri ise NASA’nın Florida’daki Kennedy Uzay Merkezi’nin sorumluluğundadır.
Bunlarda ilki, Temmuz 2015 senesinde cüce gezegen Plüton için projelendirilen New Horizons yani Yeni Ufuklar görevidir. Bu programları Washington’daki Ulusal Araştırma Konseyi’nin Uzay Çalışmaları Kurulu düzenliyor. Dezadal Güneş Sistemi keşif araştırmasında öncelikli hedefleri oluşturan birkaç orta sınıf görevi kapsıyor.
Bilimsel Ekipman
Juno Uzay Aracı, 5 Ağustos 2011 tarihinde Cape Canaveral Atlas V- 551 roketiyle fırlatıldı. Temmuz 2016 senesinde Jüpiter’e ulaştı. Gezegenin yörüngesinde 32 kez dolaştı ve bulutlarının tepelerinde yaklaşık 5000 km yol aldı. Juno, Jüpiter’in aşırı yüksek radyasyon içeren bölgelerinden uzak durdu ve eliptik bir kutup yörüngesinde hareket etti. Bunların yanı sıra projenin oldukça basit bir bilimsel ekipman seti var. Bu ekipmanlar, yeni teknolojiler geliştirmeyi gerektirmediler. İşte o ekipmanlar:
- Yerçekimi/radyo bilim sistemi (Gravity Science)
- Atmosferik sondaj ve 6 farklı dalga boyunu ölçebilen mikrodalga radyometre (MWR)
- Vektör manyetometresi (MAG)
- Plazma ve Enerji Parçacığı Dedektörü (JADE-JADEI)
- Radyo-Plazma Dalgası Deneyi
- Ultraviyole Görüntüleyici/Spektrometre (UVS)
- Kızılötesi Görüntüleyici/Spektrometre (JIRAM)
- Ayrıntılı Görüntüleyici (JunoCam)
Uzay Aracını Döndürme
Pioneer uzay aracında olduğu gibi Juno uzay aracında da döndürme işlemleri daha kararlı ve bir kolay hâl aldı. Fırlatmanın hemen ardından güneş enerjisi sistemlerini açmadan önce Juno, uzay aracına halen takılı olan ikinci aşama roket güçlendiricinin roket motorları dönecek. Yörüngedeyken uzay araçlarının görüş alanları her bir dönüş için bir kez süpürülür. Aletler, dakikada 3 dönüş yaparlar. Görüş alanını 2 saat içinde yaklaşık 400 kez test eder.
Güneş Enerjisi Konusu
Jüpiter’in yörüngesi, Güneş’ten Dünya’ya oranla 5 kat daha uzaktadır. Bu sebeple Jüpiter, Dünya’ya kıyasla 25 kat daha az güneş ışığı alır. Güneş’ten bu kadar uzaktaki görevi için tasarlanan güneş ışığı panelleri de güç üretebilmek için yüzey alanı büyük olacak şekilde tasarlanmıştır.
Uzay aracının altıgen gövdesinden uzanan 3 adet güneş paneli, 20 metre açıklık sağlar. Nitekim bu panellerin Dünya uçuşu sırasında fırlatmadan görevin sonuna dek sürekli güneş ışığı alacağı hesap edilmiştir. Fırlatma öncesi güneş panelleri, fırlatma aracına sığabilmeleri için 4 menteşeli bölümlere katlanırlar.
Juno Uzay Aracı, silikon hücrelerden %50 verimli olan ve uzay görevleri için radyasyona dayanıklı modern hücrelerden faydalanır. Uzay görevinin güç ihtiyacı, gezegene en yakın olduğu yaklaşma mesafesi olan her 14 günlük yörünge için yaklaşık 6 saat tam güç gerektiriyor. Bu güneş panelleri seçimi görev için birebir diyebiliriz. Çünkü Jüpiter’in tutulmalarını ve fazla radyasyon maruzatını engelleyen bir görev tasarımı, tam olarak bunun içindir.
Elektronik Kasa
Juno Uzay Aracı, Jüpiter’in kuzeyine yaklaşırken en yüksek radyasyon kuşaklarından geçti. Dünya’da buna benzer kuşak olarak Van Allen vardır. Fakat Jüpiter’deki bahsi geçen kuşak, tabii ki daha ölümcüldür. Sonrasında araç güneye yol aldı. Uzay aracının hassas uzay düzeneğini korumak için araçta çok kritik bir özellik daha var: Radyasyon korumalı elektronik kasa. Yoğun radyasyon ortamında keşfi daha kolay sağlayacak olan bu ekipman ile NASA’nın Uzay Keşfi Vizyonu dahilinde Dünya dışı uzay ortamlarında sert radyasyona karşı koruma sağlanmış oldu.
Juno Uzay Programı ve Ötesi
Güneş Sistemi ile işimiz henüz bitmedi. Gizemleri ve zorluklarıyla uzay araştırmalarının en esaslı alanını Güneş Sistemimiz oluşturuyor. Gezegenlere keşiflerimiz eskiden ufkumuzun sınırlarını zorlarken şimdilerde normalleşiyor. Jüpiter Güneş Sistemi’mizdeki en büyük gezegen. Sahip olduğu irili ufaklı 79 tane uydu bileşimleri ve özellikleriyle elde edilen verilere rağmen gizemini koruyor.
Genişleyen göreviyle Juno Uzay Programı, Jüpiter ile ilgili merakımızı büyük ölçüde giderecek diyebiliriz. Fakat Jüpiter’in kaya gezegen olmayıp uzay aracının inecek bir yüzey bulundurmamasından yüksek dozdaki radyasyon kuşağına dek ilgimizi çeken pek çok unsuru var. Gaz devlerinin incelemesini zorlaştıran bulut yoğunluğu da oldukça fazla.
Gaz devleri gezegenleri çekirdeklerinin, akışkan ve tabakalar arası sınırların bulanık olduğu kabul edilir. Bu yüzden gezegen oluşumu teorilerinin merkezinde incelenmeyi hak ediyorlar. Bu gaz devleri gezegenlerinde hayat arayışımız yoktur. Bu yüzden de hayat aradığımız kaya gezegenlerine yapılan araştırmalara oranla bu gezegen araştırmalarında daha basit yapıdaki uzay araçları kullanılıyor. Çeşitli tayflar, manyetizma ve parçacık analizleri yapılmaya devam ediliyor. Jüpiter’de görevin sürmesi nedeniyle edinilen bilgiler henüz duygunluğa ulaşmış değil.
Akıllara; Cassini Uzay Görevi ile Satürn, New Horizons ile Plüton, Ulysses ile de Güneş’in geldiği tek hedefli görevleri önceki yazılarımızda bahsetmiştik. Bunun yanı sıra Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün gezegenlerini aynı görevde inceleyen Voyager 2 ile Jüpiter ve Satürn‘ü ziyaret eden Voyager 1’e de değinmiştik.
İnsanoğlu dur durak bilmeden uzay görevlerine bütçeler ayırıp zaman ve emek verirken bunları tam olarak ne için yapıyor? Bu sorunun en temel cevabı tabii ki evreni anlamak oluyor. Erken evren kalıntıları, asteroitlerden uydulara araştırmalarında hız kesmiyor. Bunun yanı sıra insanlar, yaşanabilecek alternatif gezegen arayışındalar.
Mars, bu hedefin başında gelirken Ay görevleri de Mars ile Dünya arasında araştırma laboratuvarı görevi üstlenecek gibi görünüyor. İnsanoğlunun paraya, zamana ve şansa çok ihtiyacı var. Uzay görevleri, insan ömrüyle sınırlı gibi gözüküyor ama nesiller boyu misyonların bayrağını elden ele nesilde nesile geçirdiğimiz sürece bilimin kümülatif ilerlemesine en iyi örneklerinden birini sunacağız.
