NASA heeft toestemming gegeven voor een missie-uitbreiding voor zijn Juno-ruimtevaartuig dat Jupiter verkent. De meest verre planetaire orbiter van het agentschap zal nu tot september 2025 zijn onderzoek naar de grootste planeet van het zonnestelsel voortzetten, of tot het einde van de levensduur van het ruimtevaartuig. Deze uitbreiding zorgt ervoor dat Juno een ontdekkingsreiziger wordt van het volledige Jovische systeem - Jupiter en zijn ringen en manen - met meerdere rendez-vous gepland voor drie van Jupiters meest intrigerende Galileïsche manen:Ganymedes, Europa, en Io.

"Sinds zijn eerste baan in 2016, Juno heeft de ene na de andere onthulling gedaan over de innerlijke werking van deze enorme gasreus, " zei hoofdonderzoeker Scott Bolton van het Southwest Research Institute in San Antonio. "Met de uitgebreide missie, we zullen fundamentele vragen beantwoorden die opkwamen tijdens de belangrijkste missie van Juno terwijl we verder reiken dan de planeet om het ringsysteem van Jupiter en de Galileïsche satellieten te verkennen."

Voorgesteld in 2003 en gelanceerd in 2011, Juno arriveerde op 4 juli bij Jupiter, 2016. De eerste missie zal in juli 2021 worden voltooid. De verlengde missie omvat 42 extra banen, inclusief nauwe passages van de noordpoolcyclonen van Jupiter; overvliegen van Ganymedes, Europa, en Io; evenals de eerste uitgebreide verkenning van de vage ringen die de planeet omringen.

"Door de wetenschappelijke doelen van dit belangrijke observatorium in een baan om de aarde uit te breiden, het Juno-team zal beginnen met het aanpakken van een breed scala van wetenschap die historisch vereist is voor vlaggenschepen, " zei Lori Glaze, directeur van de planetaire wetenschapsdivisie op het NASA-hoofdkwartier in Washington. "Dit vertegenwoordigt een efficiënte en innovatieve vooruitgang voor NASA's verkenningsstrategie voor het zonnestelsel."

De gegevens die Juno verzamelt, zullen bijdragen aan de doelen van de volgende generatie missies naar het Jupiterstelsel:NASA's Europa Clipper en de ESA (European Space Agency) JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) missie. Juno's onderzoek naar Jupiters vulkanische maan Io richt zich op veel wetenschappelijke doelen die door de National Academy of Sciences zijn geïdentificeerd voor een toekomstige Io-ontdekkingsmissie.

De wetenschappelijke campagnes van de uitgebreide missie zullen voortbouwen op ontdekkingen die Juno al heeft gedaan over de interne structuur van Jupiter, intern magnetisch veld, atmosfeer (inclusief polaire cyclonen, diepe atmosfeer, en poollicht), en magnetosfeer.

"Met deze uitbreiding Juno wordt zijn eigen vervolgmissie, " zei Steve Levin, Juno-projectwetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië. "Close-up observaties van de paal, radio-occultaties" - een teledetectietechniek om eigenschappen van een planetaire atmosfeer of ringsystemen te meten - "satellietvluchten, en gerichte magnetische veldstudies vormen samen een nieuwe missie, de volgende logische stap in onze verkenning van het Joviaanse systeem."

Jupiter's raadselachtige Grote Blauwe Vlek, een geïsoleerd stukje intens magnetisch veld nabij de evenaar van de planeet, zal het doelwit zijn van een magnetisch onderzoek met hoge ruimtelijke resolutie tijdens zes flybys in het begin van de uitgebreide missie. Naarmate de baan van Juno evolueert, meerdere flybys van de manen Ganymedes (2), Europa (3), en Io (11) zijn gepland, evenals meerdere passages door de ijle ringen van Jupiter.

Juno zal ook meerdere keren door de Europa en Io tori vliegen - ringvormige wolken van ionen, karakteriseren van de stralingsomgeving in de buurt van deze satellieten om de Europa Clipper- en JUICE-missies beter voor te bereiden op het optimaliseren van observatiestrategieën en planning, wetenschappelijke prioriteiten, en missieontwerp. De uitgebreide missie voegt ook planetaire geologie en ringdynamiek toe aan Juno's uitgebreide lijst van wetenschappelijke onderzoeken.

Een evoluerende baan

De natuurlijke evolutie van Juno's baan rond de gasreus biedt de rijkdom aan nieuwe wetenschappelijke mogelijkheden waar de uitgebreide missie op inspeelt. Elke wetenschappelijke pas stuurt het op zonne-energie aangedreven ruimtevaartuig laag over de wolkentoppen van Jupiter, gegevens verzamelen vanaf een uniek uitkijkpunt waar geen ander ruimtevaartuig van heeft genoten.

Het punt tijdens elke baan waar Juno het dichtst bij de planeet komt, wordt perjove (of PJ) genoemd. In de loop van de missie, Juno's perijoves zijn noordwaarts gemigreerd, de resolutie op het noordelijk halfrond drastisch verbeteren. Het ontwerp van de uitgebreide missie maakt gebruik van de aanhoudende noordwaartse migratie van deze perijoves om het zicht op de meerdere cyclonen die de noordpool omringen te verscherpen, terwijl de ring en de Galileïsche maan-flyby's zijn opgenomen.

"De missie-ontwerpers hebben geweldig werk geleverd door een uitgebreide missie te maken die de meest waardevolle hulpbron aan boord van de missie bewaart:brandstof, " zei Ed Hirst, de Juno-projectmanager bij JPL. "Zwaartekracht helpt van meerdere satellietvluchten om ons ruimtevaartuig door het Joviaanse systeem te sturen en tegelijkertijd een schat aan wetenschappelijke mogelijkheden te bieden." De satellietvluchten verkorten ook de omlooptijd van Juno, waardoor het totale aantal wetenschappelijke banen dat kan worden verkregen toeneemt."

De satellietontmoetingen beginnen op 7 juni met een flyby van Ganymedes op lage hoogte, 2021 (PJ34), die de omlooptijd verkort van ongeveer 53 dagen tot 43 dagen. Die flyby zorgt voor een close flyby van Europa op 29 september, 2022 (PJ45), het verkorten van de omlooptijd verder tot 38 dagen. Een paar close Io flyby's, op 30 december 2023 (PJ57), en 3 februari 2024 (PJ58), combineren om de omlooptijd te verkorten tot 33 dagen.