Jüpiter’in örtüsünü aralayacak görev sonunda başlıyor

Juno uzay aracının Jüpiter’in yörüngesine girecek olmasına sadece 1 gün kaldı. NASA ise bu deneyimi yaşamak için 5 yıldır bekliyordu.

5 Ağustos 2011 tarihinde başlatılan ve 1.13 milyar dolar maliyetli görevin hedefi; Jüpiter’i derinlemesine incelemek, atmosferini ve güçlü manyetik alan ölçümlerini hesaplamak ve Güneş Sistemi’nin oluşumunda gaz devinin nasıl oluştuğunu anlamak.

Juno uzay aracı 2011’de Florida’nın Cape Canaveral Üssü’nden fırlatıldığı zaman, düzenli olarak Dünya’dan veriler almaya ve iletmeye başladı. O günden bu yana devam eden sürekli temas durumu, uzay aracında yaşanan herhangi bir gelişmeden Juno görev ekibinin dakikalar içerisinde haberdar olmasını sağladı.

4 Temmuz’da yapılacak ana motor ateşlemesi, son komut sinyali gönderilen Juno’nun otomatik pilot konumundayken gerçekleşecek. Bu durum Dünya’dan radyo sinyallerinin Jüpiter’e iletilebilmesinin 48 dakika süreceğini gösteriyor – yörüngeye girdiğinde manuel pilotta 35 dakika sürecekken, sinyallerin iletimi otomatik pilotta daha uzun sürecek.

Juno’nun merakla beklenen buluşması ile birlikte, NASA’nın 2003 yılında Galileo uzay aracı ile gerçekleştirdiği görevin sona ermesinden bu yana, Jüpiter ilk uzun süreli ziyaretçisini karşılamış olacak.

Juno’nun yörüngeye girmesinden itibaren devreye girecek en önemli kısa vadeli olaylardan birisi, uzay aracının roket motorundaki itici güç sistemi. San Antoino’da konumlanan araştırma enstitüsünden Juno’nun baş araştırmacısı Scott Bolton:

Eğer itici güç sistemi yörüngeye girerken bize yardımcı olamazsa, bu durumda sistemi kapatmak zorunda kalacağız. İşte bu bize roket itiş gücü sisteminin ne kadar kritik bir önem arz ettiğini gösteriyor ve gezegene son yakınlaşmamızda fotoğraflarını çekemesek bile, 8 milyon km uzaklıktan Jüpiter’in ve uydularının nasıl göründüğüyle ilgili ilginç fotoğraflar elde etmiş olacağız.

Optik görev kamerası JunoCam, 10.9 milyon kilometre mesafeden 21 Haziran’da gaz devini fotoğrafladı. Fotoğrafın hemen sağ tarafında Jüpiter yer alıyor. Jüpiter’in solunda (sağdan sola) 4 büyük uydusu görünüyor – Europa, Io, Callisto ve Ganymede. Fotoğrafta Juno uzay aracı Joviyen sisteminde (Jüpiter’in uydularını kapsayan sistem) benzersiz bir bakış açısı yakalayarak Jüpiter’in kuzey kutbu üzerine yaklaşıyor.

JunoCam aslında bir sosyal yardım aracı diyebiliriz, çünkü Juno’nun bu yolculuğunda NASA, toplumun da bu keşfi görmesi ve keşfetmesi gerektiğini düşünüyor. JunoCam kamerasının optiği, uzay aracı gezegene yakın uçarken Jüpiter’in kutuplarının yüksek çözünürlüklü görüntülerini elde etmek için tasarlandı. Uzay aracı gezegene yaklaşabilirse çekeceği fotoğraflar muhtemelen bugüne kadar olanlar arasında en yüksek çözünürlüklü fotoğraflar olacak.

Juno’nun yörüngeye ulaştıktan sonra yaklaşık 2 gün içerisinde Jüpiter ile ilgili tüm bilgileri (özellikle JunoCam ile elde edilecek fotoğrafları) NASA ile paylaşması bekleniyor. Ve JunoCam ile yakalanacak fotoğrafların, internet sitesinde Ağustos sonu ya da Eylül başında tüm Dünya ile paylaşılması da beklenenler arasında.

Scott Bolton aynı zamanda şu ifadeleri de aktarıyor :

Juno’nun elde ettiği bu fotoğraf (JunoCam aracılığıyla Jüpiter ve uyduları) büyük bir şeylerin başlangıcı. Gelecek günlerde Jüpiter’in kutup ışıklarına yeni bir perspektiften bakacağız. Gezegenin -Büyük Kırmızı Leke dahil- turuncu ve beyaz bulutlarını, daha önce hiç olmadığı gibi inceleyeceğiz.

NASA’nın JPL merkezinde Juno’nun proje yöneticisi konumunda bulunan Rick Nybakken bir röportajında kendinden emin bir şekilde şöyle bir cümle dile getiriyor :

JPL’de, dünyadaki en iyi gezegenler arası navigasyon uzmanlarına sahibiz ve onlar bunu bir kez daha kanıtladılar.

Juno’nun son rota manevrası 3 Şubat günü gerçekleşmişti. O zamanki manevra Juno’yu 4 Temmuz’daki Jüpiter buluşmasına götürmek için yeterince iyiydi. Ayrıca, uzay aracının optik navigasyon kamerası Jüpiter’i izliyor ve gezegen, Juno’nun tam odak merkezine konumlanmış durumda.

Uzay ve havacılık şirketi Lockheed Martin’de Juno’nun uçuş operasyonları baş mühendisi görevinde çalışan Jeff Lewis şu ilginç yorumda bulundu :

Şuan, birkaç haftadır Jüpiter’i görüyoruz, bu yüzden yaklaştığımızda herhangi bir sürpriz beklemiyoruz.

4 Temmuz buluşması için son komutlar NASA’nın Derin Uzay Ağı üzerinden Juno’ya 30 Haziran günü yöneltildi.

Jeff Lewis son röportajında şu sözleri aktardı:

O noktadan sonra tamamen kendisi ilerleyecek, ama biz her an her konuda yardım etmek için hazır bekleyeceğiz.

Jüpiter kaşifini ‘uzay zırhı’ koruyacak

Bir basketbol sahası genişliğindeki 3 Güneş enerjisi kanadıyla çalışan uzay aracı Juno, Jüpiter’in yer çekiminin etkisiyle gaz devine doğru mesafe kat ederken rekor hıza ulaşacak. Juno, 4 Temmuz’da dünyadaki hız ölçümüne göre saatte 250.000 km’den daha yükseğe çıkacak ve insan yapımı en hızlı cisim olarak tarihe geçecek.

Jüpiter’in kütle çekimi kuvveti uzay aracını gaz devinin kuzey kutbu üzerine doğru çekecek, daha sonra 4.667 km kadar yakındayken Juno motorunu ateşleyecek.

Bu durum esasen hızın anahtarıdır diyebiliriz. Biz insanlık olarak bu kadar hızlı bir roket inşa edemeyiz. Bunu yapmak zor, biz Jüpiter’in çekim gücüyle birlikte hızlanıyoruz. Bunların hepsinin astronominin gücünün bir parçası olduğunu düşünüyoruz.

Juno’nun 35 dakikalık ateşlemesi sırasında, Dünya’da mühendisler ve bilim insanları uzay aracının Güneş Sistemi boyunca radyodan yayınladığı sesleri (veya radyo sinyallerini) dinleyerek manevra hareketlerini yakından takip edecek. Gaz devinin yörüngesine girişi sırasında Juno farklı frekanslarda radyo sinyalleri gönderecek.

Bilgisayarlar, sensörler ve diğer önemli bileşenlerin radyasyondan etkilenip zarar görmemesi için uzay aracının hayati önem taşıyan elektronik parçaları 180 kg ağırlığında zırhlı bir titanyum zırhlı kutuda muhafaza ediliyor.

Titanyumdan yapılan koruma kalkanı olmadan Juno muhtemelen Jüpiter’in etrafında bir tur bile atamaz. Bilim insanları ise Juno’nun görev sırasında maruz kalacağı radyasyonun 100 milyon röntgen ışınına eşdeğer olduğunu tahmin ediyor.

Bolton : “Bu radyasyon etkisine olabildiğince hızlı ilerliyoruz tabii, bu yüzden çok uzun süre maruz kalmamayı umuyoruz. Mesela biz insanlar Juno’nun kalkanının arkasında dursak bile bu radyasyon herhangi birimizi saniyesinde öldürebilecek güçte bir etkiye sahip.”

Juno’nun Jüpiter’e doğru ilk yolculuğunda, uzay aracı en kötü olasılığı önlemek üzere tasarlandı fakat halen bilinmezlikler mevcut.

San Antoino’da konumlanan araştırma enstitüsünden Juno görevine doğrudan dahil olmayan Andrew J. Steffl :

Eğer Jüpiter’i çıplak gözle Dünya’dan görebilseydik, muhtemelen dolunaydan 5 kat daha büyük görünürdü.

Jüpiter hakkında birkaç not

Antik zamanlardan bu yana bilinen Jüpiter, adını Roma İmparatorluğu döneminde aldı. Tanrıların kralı anlamına gelen Jüpiter’in ismi, en büyük ve en güçlü olmasından geliyor. Jüpiter, gökyüzü ve fırtına tanrısı olarak da kabul ediliyordu. Romalılar, Jüpiter ve Venüs adına ‘Vinalia’ şarap festivali kutlamasıyla biliniyor.

Adını Yunan-Roma mitolojisinden alan Juno ise Tanrı Jüpiter’in gizlice çevirdiği kötülüklerini ortaya çıkaran Tanrıçayı temsil ediyor. Efsaneye göre Jüpiter, Juno’nun içine daldığı dev manyetik alan gibi bir örtüyle etrafını örter ve kötülüklerini saklar. Juno, bu örtüyü aralayıp Jüpiter’in yaptıklarını görebilen tek kişidir…

Güneş Sistemi’nde Jüpiter’in oldukça özel bir yeri var.

Hatta bazı özellikleri, Jüpiter’i eşşiz kılabilmektedir :

• Jüpiter, Güneş Sistemi’nin en büyük gezegeni olmakla kalmaz, kütlesi tek başına diğer tüm gezegenlerin toplam kütlesinin 2½ katına ulaşır.
• Kendi etrafında dönüş süresi en kısa olan gezegendir.
• En güçlü manyetik alana ve en büyük manyetosfere sahip gezegendir.
• Büyüklük ve çeşitlilik açısından en zengin uydu sistemine sahip gezegendir. Güneş Sistemi’nin en büyük gezegen uydusu Ganymede, Jüpiter etrafında dönmektedir.
• Dünya’nın kalkanı olarak kabul edilen Jüpiter, binlerce yıldır sayısız meteor ve kuyrukluyıldız çarpışmasından gezegenimizi korumuştur.

Jüpiter araştırmalarının tarihçesine de bir göz atmanızı öneriyoruz.

Juno görevi hakkında bilinmesi gereken 7 şey

• Jüpiter’in Juno üzerindeki radyasyon etkisi

Juno yaklaşık 20 ay boyunca Jüpiter’in yörüngesinde kalmayı planlıyor. Uzay aracı muhtemelen Jüpiter’deki yoğun radyasyon ortamı nedeniyle çok daha uzun süre devam edemez.

Örnek vermek gerekirse, gezegenin manyetik alanı Dünya’nın yoğunluğuna göre yaklaşık 20.000 kadar daha fazla ve bu durumda Juno süper ötesi hızlarda hareket eden birçok yüklü parçacığın etkilerine dayanmak zorunda kalacak.

NASA elbette ki bu uzay aracını korumak için elen geleni yapıyor. Juno, türünün ilk örneği olan radyasyon korumalı elektronik kalkan barındırıyor. Bu kalkan 0.8 cm kalınlığında titanyumdan yapılmış olup, bir SUV aracın gövdesi büyüklüğündedir. İçerisinde ise Juno’nun en değerli parçalarından bazıları bulunmakta – – beyni diyebileceğimiz; komut ve veri işleme kutusu, güç ve dağıtım birimi ve 20 adet diğer önemli elektronik bileşen. İçerisindeki ekipmanlarla birlikte kalkan yaklaşık 200 kilogram ağırlığında bir kütleye sahip.

• Juno bünyesinde yaklaşık olarak dizüstü bilgisayarınızda bulunan sabit disk alanı kadar bir alan barındıyor

Uzay aracının ana bilgisayarı bir katı hal diski ile bir dizüstü bilgisayarın belleği kadar alanı kaplıyor. Bilgisayar ani bir güç kesintisi durumunda verileri korumak üzere 256 MB flash bellek ve 128 MB DRAM bellek barındırmakta. NASA yetkililerinin açıklamalarına göre, DRAM bellek düşük maliyet ve yüksek kapasitenin aynı anda gerekli olduğu durumlarda daha kullanışlı oluyor.

Peki ama neden Juno daha fazla bellek kullanmıyor? Uzay aracı 2001’de IBM tarafından tasarlanan ve BAE Elektronik Sistemleri bünyesinde üretilen RAD750 isimli, yüksek radyasyonlu ortamlarda kullanılması için piyasaya sürülen bir tek-kartlı bilgisayarı kullanıyor (şu anki piyasada bilinenlerden bazıları: Rasperry Pi, Arduino, BeagleBone, Intel Galileo, Netduino gibi küçük tek-kart bilgisayarlar).

Bu bilgisayar tipi daha önce, NASA’nın dünyayı çevreleyen Van Allen radyasyon kuşaklarını incelemek için yürütülen görevleri ve Mars görevlerini içeren Mars Keşif Uydusu, Mars Curiosity keşif aracı dahilinde uzayda birçok kez kullanılmıştır.

• Juno, Dünya’dan en uzak mesafede Güneş enerjisiyle çalışan tarihteki ilk uzay aracı

Juno daha önce Güneş enerjisiyle ilerleyen uzay sondalarına göre derin uzayda daha öteye gitmeyi başardı. Uzay aracı Ocak ayında, Güneş’ten 793 milyon km uzaktayken, ESA’nın Rosetta uzay aracının mesafesini aşarak bir rekora imza attı.

Çoğu uzay aracının Güneş’ten bu kadar uzağa gitme girişiminde bulunabilmesi için nükleer güç kullanması gerekiyor. Ama Juno her biri 9 metre uzunluğundaki 3 büyük Güneş paneli sayesinde kendisi için yeterli gücü üretebiliyor. Görev ekibi üyeleri bu panellerin Jüpiter’de iken yaklaşık 500 watt güç üreteceğini söylüyor.

• Juno bilim yaparken aynı zamanda dönecek

Juno uzay aracı, NASA’nın eski Pioneer uzay sondalarının tasarımından esinlenerek kullanılmaya devam eden bir strateji ve kararlılıkla dönüyor. İki Pioneer uzay aracı da (Pioneer 10 ve 11) Jüpiter’in dışını incelemiş ve sadece Pioneer 11 incelemeden sonra sessizce Güneş Sistemi’nin dışına doğru yolculuğuna devam etmiştir. NASA, 2003 yılında Pioneer 10 ile ve 1995 yılında Pioneer 11 ile temasını kaybetti.

Juno’nun dönüş hızı bugüne kadar sürdürdüğü yolculuğu sırasında biraz değişiklik gösterdi. Ana motorunu ateşlediğinde, Juno dakikada 5 devir sayısı (RPM) kadar dönüş gerçekleştirdi. Seyir halindeyken ise bu rakam 1 RPM kadar düşüyordu.

Bilimi ilgilendiren işlemler yaptığı sırada, her nasılsa, Juno 2 RPM’de dönüş yapacak. Juno’nun görüş alanı Jüpiter’in bir kutbundan diğerine yolculuğu sırasında 400 kez hareket ediyor olacak. Uzay aracı daire çizen tasarımı yüzünden ve göstergelerini aynı anda farklı yönlere doğrultmasına gerek olmaması sebebiyle de göstergelerini doğrultmak için bir “tarama platformu” kullanmayacak.

• Juno’nun son yörüngeye ulaşması yaklaşık 3 ay sürecek

Juno uzay aracı Jüpiter’in yörüngesine girdikten sonra, “yakalama yörüngesi” diye adlandırılan yörüngede 107 gün geçirecek. Bilim insanları kısa yolu tercih ederse çok yakıt harcayacağından ötürü Juno’nun doğrudan yörüngeye girmesi yerine (11 gün sürüyor), yörüngenin çevresinde uzun bir yolu kat etmesini tercih ettiler.

Yakalama yörüngesi sadece yakıt tasarrufu demek değil, bu aynı zamanda görev başındaki bilim insanlarına uzaktan bilimsel gözlemleri başlatmalarını ve göstergelerini/araç-gereçlerini kontrol etme şansı tanıyor. NASA’nın aktardığına göre, görev ekibi Juno’nun Jüpiter’in yörüngesine girmesinden sonra yaklaşık 50 saat boyunca verileri toplamak için tüm araç ve gereçleri kullanmaya başlayacak.

• Juno alışılmadık bir son yörüngeye sahip

Herhangi bir dünyayı haritalamanın en iyi yolu kutupta defalarca bir uzay aracı hareket ettirmektir. Daha sonra tüm ‘Dünya’ kendi yüzeyinin her parçasını haritalayarak uzay aracının altında dönebilir. Fakat Jüpiter’de bir pürüz bulunmakta: Yüksek düzeyde zararlı potansiyel radyasyonun gezegene yakınlığı.

Radyasyona maruz kalmayı azaltmanın bir yolu olarak, Juno çok uzun bir yörüngede uçuyor olacak. Yörüngesinin güney ucunda Juno, Jüpiter’e en yakın konumda olacak: sadece 5.000 kilometre. Ama Juno güney kutup bölgesini terk ederken, (Jüpiter’den yaklaşık 1.9 milyon km mesafede yer alan) Callisto uydusunun yörüngesinden öteye doğru uçacak.

NASA yetkilileri, bu büyük ölçüdeki eliptik yörüngenin ayrıca Juno’nun Güneş panellerini gün ışığında koruyacağını duyurdular.

• Juno maalesef dramatik bir şekilde ölecek

Son birkaç yılda, bilim insanları yaşamın inanılmaz bir şekilde cüretkar ve ısrarcı olduğunu öğrendiler. Örneğin, Dünya mikropları okyanusun dibindeki açık denizin derinliklerinde, cehennem sıcağında gelişip büyüyebilirler ve bazıları uzayın sert koşullarına maruz kalmasına rağmen hayatta kalabilir.

Bu nedenle bazı Dünya organizmalarının halen Juno’da hayatta olabilmeleri mümkün. Bilim insanları ve NASA yetkilileri Jüpiter’in okyanus uydusu Europa veya diğer Joviyen uyduları olan Ganymede ya da Callisto için bu tür mikropları bulaştırmayı göze almak istemiyorlar.

Bu yüzden bu görevin sonunda, Juno 5.5 günlük bir manevra ile kasıtlı olarak Jüpiter’in atmosferine doğru kilitlenecek. Görevin 2018’in Şubat ayında sonlandırılması planlanıyor, ama yinede bu süre biraz uzayabilir.

Jüpiter’in sürekli dönüş halinde olan bulutlarının altındaki birçok gizem henüz çözülememekte. İşte cevaplanmayan sorular:

• Jüpiter nasıl oluştu?
• Jüpiter’deki oksijen ve su miktarı ne kadar?
• Jüpiter’in iç tabakası ne anlam taşıyor?
• Jüpiter katı bir cisim gibi mi dönüyor yoksa iç tabakası dönen eşmerkezli silindirden mi oluşuyor?
• Katı bir çekirdeği var mı, varsa ne kadar büyük?
• Oldukça geniş olan manyetik çekim alanı nasıl meydana geldi?
• İç tabakasındaki derin hareketlerine ilişkin atmosferik özellikleri nasıldır?
• Kutup ışıklarının fiziksel süreçleri tam olarak nedir?
• Kutupları esasında nasıl görünüyor?

Soru/cevap: Juno ve görevi hakkında bilgiler

Ne zaman fırlatıldı?

Juno uzay aracı 5 Ağustos 2011’de fırlatıldı. Haziran 2013’te Dünya’ya yakın uçuşu sırasında yörüngesinden yardım alarak uzay yolculuğuna devam etti.

Ne kadar uzağa yolculuk etti?

Juno fırlatıldığı sırada, dünyamız Jüpiter’den 716.000 kilometre uzaklıktaydı. Jüpiter görevinin sonuna yaklaşılırken, şu anki tahmini varış mesafesi 3 milyon kilometre.

Ne kadar hızlı ilerliyor?

Dünyadaki hız ölçümüne göre Juno tam 265.000 km hızda seyahat ediyor ve bu onu tarihteki insan yapımı en hızlı nesne yapıyor. Juno, Jüpiter’e geldiği esnada, – neredeyse maksimum hıza ulaşana kadar – gaz devinin kütle çekimine çok hızlı bir şekilde mahruz kalacak. Jüpiter’in yörüngesine girmek için öncelikle sırasıyla önemli ölçüde yavaşlaması gerekiyor, ama öyle olsa bile, her halükarda bir gezegenin yörüngesindeki en hızlı uzay aracı olacak – – Dünya’ya oranla 209.000 km – –

Hangi amaçla ve ne zaman yakıt kullanıyor?

Yakıt sadece ve sadece manevralar için kullanılıyor. Juno uzay aracının normalde onu Jüpiter’e götürecek bir roketi bulunmuyor ne yazık ki, kendisinin bütün hız ile alakalı durumları çekim gücüne bağlı oluyor.

Maliyeti ne kadar?

Juno görevi için başlangıçta yaklaşık olarak 700 milyon dolar önerilmişti, NASA bütçe kısıtlamalarını çözmekle uğraşırken görevi bir süreliğine erteleme noktasına getirdi, fakat işin sonunda maliyet başta belirtilen rakamı ciddi şekilde aştı. Haziran 2011 itibarıyla, tüm görevin tahmin edilen tutarı 1.13 milyar dolar olarak belirlendi.

Neden çığır açacak kadar önemli?

Çünkü, “Juno görevi” birçok yönden bir öncü niteliğinde olacak.

Birçok ilke imza atacak bir görev:

• Bir uzay görevinde Jüpiter’in yörüngesinde Güneş enerjisiyle çalışan ilk uzay aracı,
• Dünya’dan en uzak mesafedeki Güneş enerjili ilk uzay aracı,
• Jüpiter’in bulut tepelerine 4.184 km yakınlıktaki ilk uzay görevi,
• Kutuptan kutuba bir dış gezegen yörüngesine doğru planlanmış ilk görev,
• Jüpiter’in radyasyon kuşaklarının tam kalbinde çalışması için tasarlanmış ilk görev,
• Uzay aracının en hassas malzemelerini bir gezegenin yoğun radyasyon kuşaklarından korumak için 3D yazıcı ile üretilen, titanyumdan yapılmış bir radyasyon korumalı zırhlı kalkan taşıyan ilk görev,
• Dünyanın hızına göre saatte 57.9 kilometre yaparak bir gezegenin yörüngesine girecek ilk uzay aracı,
• Tarihte Jüpiter’in en yüksek çözünürlükteki görüntülerini elde edecek ilk uzay aracı.

NASA orada ne bulmayı umuyor?

Juno, Jüpiter’in tüm yüzeyini tarayacak, tarihteki en yüksek çözünürlüklü fotoğrafları çekecek ve bilimsel araçları kullanarak gaz devi hakkında birçok soruya cevap verecek – – özellikle de nasıl oluştuğu ve evrim geçirdiği konusunda. Ayrıca gezegenin kütle çekimini ve manyetik alanlarını, atmosfer bileşimini, ve gezegenin özelliklerini ve evrimini belirleyen atmosferi ve manyetosferini gözlemleyecek.

NASA’daki bilim insanları Jüpiter’in oluşumu hakkında öğrenilen çoğu şeyin kendi gezegenimizin kökekine ışık tutacağını umut ediyor. Jüpiter’in büyüklüğü ve güçlü çekim alanı birçok kuyrukluyıldız ve asteroidin yok olmasına neden olduğundan beri güneş sistemimizin şekillenmesinde büyük bir yardımı oldu. Dünya dahil daha fazla gezegen oluşmasının önünü açtı. Ayrıca hidrojen ve oksijen gibi çok değerli mineraller ile dünyasal gezegenlerin oluşturulmasına değer kattı.

Peki, bu buluşmayı nasıl izleyebilirsiniz?

NASA TV veya Ustream üzerinden canlı yayını takip ederek izleyebilmeniz mümkün. Canlı yayın akışı aşağıda yer alıyor ve yayının Pazartesi günü TSİ 17.30’da başlaması düşünülüyor.

Ve sizlere muhakkak denemeniz gerektiğini önerdiğimiz NASA’nın Eyes programını buradan indirip herhangi bir günde herhangi bir uydunun yerini görebilirsiniz (Juno uzay aracı dahil).

Kaynak: NASA, Outer Places, Space