Во время очередного облёта Юпитера и его спутников зонд «Юнона» 29 сентября 2022 года исследовал спутник Юпитера Европу с рекордно близкого расстояния 358 километров. Гравитационный манёвр облёта позволит на несколько дней уменьшить период обращения аппарата вокруг Юпитера. Это первое такое сближение космического аппарата с Европой за двадцать лет.
29 сентября 2022 года в 5:36 EDT (около полудня мск) космический аппарат «Юнона» пролетел на рекордно близком расстоянии 358 километров от поверхности одного из крупнейших спутников Юпитера — Европы. Аппарат вскоре перешлёт на Землю снимки высокого разрешения отдельных участков поверхности спутника, а также данные о химическом составе ионосферы Европы и пород на поверхности и о взаимодействии спутника с магнитосферой Юпитера.
Европа — один из четырёх крупнейших спутников Юпитера, или «Галилеевых лун», открытых в 1610 году как один из первых результатов наблюдений, совершённых при помощи нового на тот момент научного прибора — телескопа. Её диаметр 3100 километров, то есть она по размеру немного меньше Луны. Предполагается, что под внешним ледяным покровом спутника находится солёный океан, условия в котором достаточно комфортны для поддержания возможной жизни. При облёте «Юнона» имеет уникальный шанс за короткое время исследовать спутник с наиболее близкого расстояния. До этого такое сближение космического аппарата состоялось только в январе 2000 года: зонд «Галилей» пролетел на расстоянии 351 километр от поверхности. Тогда на «Галилее» вышла из строя основная антенна, и для исследования Европы использовалась вспомогательная антенна маленькой мощности. Из-за этого качество переданных снимков было заметно хуже планового, а научная отдача проекта — существенно меньше. Тем интереснее этот близкий пролёт «Юноны» с более современным научным инструментарием.
Близкий облёт спутника изменит траекторию «Юноны», в результате чего уменьшится её период обращения вокруг Юпитера с 43 до 38 дней. Сейчас проект находится на «расширенной» стадии, которая длится с января 2021 до 2025 года или до выхода аппарата из строя. Целью основного проекта было исследование только Юпитера, расширение предполагает изучение всей юпитерианской системы. Как видно из схемы облётов, при каждом из них траектория систематически изменяется. «Юнона» летает по довольно вытянутой траектории с высоким эксцентриситетом, чтобы проводить вблизи Юпитера и его сильного радиационного и магнитного поля только короткие промежутки времени при каждом облёте. Как видно из схемы, последовательные витки орбиты носят обозначения PJ01, PJ42 и т. д., где 42 — это номер витка, PJ — перицентр орбиты вокруг Юпитера (perijove, перийовий по аналогии с перигелием, перигеем и пр). В этой расширенной версии «Юнона» уже исследовала в 2021 году другой крупный спутник Ганимед, а в 2023 и 2024 году планируются сближения с Ио — самым близким спутником Юпитера из «Галилеевых лун» с выразительной вулканической активностью на поверхности.
Сбор данных начался за час до точки максимального сближения, когда аппарат был на расстоянии 83 тысячи километров ит Европы. Относительная скорость аппарата и Европы составляет 23,6 км/сек, и нужно было очень тщательно синхронизировать работу всего научного инструментария, чтобы успеть получить максимум информации на лету. Сразу же после облёта аппарат необходимо снова развернуть с большой точностью, потому что через семь с половиной часов после пролёта мимо спутника аппарат совершает очередное сближение с Юпитером.
Во время сближения на исследование Европы работали все научные инструменты станции. Прежде всего инструмент JEDI (Jupiter Energetic-Particle Detector Instrument) и его радиоантенна собирали данные об ионосфере. Инструменты Waves (датчик электромагнитного поля плазменных волн), JADE (Jovian Auroral Distributions Experiment) и магнетометр MAG измеряют параметры плазмы — результат взаимодействия Европы с магнитосферой Юпитера.
MAG и Waves также наудачу искали возможные водяные фонтаны, пробивающиеся сквозь лёд на поверхность. Об этих фонтанах известно по результатам наблюдений «Галилея», «Хаббла» и даже наземных телескопов. Но попасть на такую структуру означает оказаться в нужном месте и в нужное время, так что это больше вопрос везения. Насколько при облёте эта миссия удалась, можно будет также узнать только через некоторое время.
Микроволновой радиометр MWR исследует температуру и химический состав внутренних слоёв ледяного покрова Европы. Такие данные по ледяной оболочке спутника собираются впервые.
Программа работ при сближении включает четыре фотографии с камеры JunoCam — инструмента видимого диапазона, который взяли на борт для удовлетворения интереса научной общественности и для поощрения гражданской науки. Об одном из совсем недавних результатов такой камеры и коллектива гражданских учёных по созданию трёхмерной модели облачного покрова Юпитера см. наш материал за 28 сентября. Эти фотографии будут сравнивать со снимками предыдущих проектов в поисках изменений, которые могли произойти на поверхности за двадцать лет. Ожидается, что разрешение переданных снимков видимого диапазона будет около 1 км на пиксель.
Во время пролёта «Юнона» в самой близкой точке находилась в тени Европы. Но отражённого света от атмосферы Юпитера должно быть достаточно для сбора данных камерами видимого диапазона (насколько это предположение было верным, можно будет судить уже после того, как собранная информация будет передана на Землю). Кроме JunoCam на «Юноне» есть ещё одна такая камера — это аппарат звёздного позиционирования Stellar Reference Unit. Камера предназначена для фотографирования ярких звёзд. Такие снимки объектов с известными координатами помогают обеспечивать нужную ориентацию зонда в пространстве. Во время облёта эта камера также фотографирует поверхность спутника с высоким разрешением. И наконец, инструмент JIRAM (Jovian Infrared Auroral Mapper) попытался получить снимки поверхности, но уже в инфракрасном диапазоне.
Подробные результаты фотосессии со всех инструментов «Юноны» появятся несколько позже, когда весь этот многочисленный инструментарий передаст все данные на Землю. Эту информацию будут использовать будущие космические проекты, в частности, Europa Clipper, старт космического аппарата которого ожидается в 2024 году. Проект нацелен на исследование Европы и других крупных спутников Юпитера (Ганимед и Каллисто) в ракурсе поиска на них возможных следов жизни.
