Juno (tàu không gian)

Tổng quan phi vụ

Juno sẽ mất 5 năm hành trình đến Sao Mộc, và dự kiến nó sẽ đến hành tinh này vào tháng 8 năm 2016. Con tàu sẽ quay quanh Mộc Tinh trong khoảng 1 năm Trái Đất (tương ứng với 33 vòng quỹ đạo). Để tiết kiệm nhiên liệu trong thời gian hành trình, Juno sẽ nhờ tác động của lực hấp dẫn của Trái Đất để tăng tốc, giai đoạn hỗ trợ hấp dẫn sẽ được thực hiện khi nó bay qua Trái Đất 2 năm sau thời điểm phóng là ngày 5 tháng 8 năm 2011. Năm 2016, con tàu sẽ thực hiện quá trình giảm tốc và đi vào quỹ đạo với chu kỳ 11 ngày quanh Sao Mộc.
Khi Juno đi vào quỹ đạo, các thiết bị hồng ngoại và vi ba sẽ bắt đầu đo lượng bức xạ nhiệt phát ra từ sâu bên trong khí quyển của Mộc Tinh. Những quan sát này sẽ bổ sung cho những nghiên cứu trước đây về thành phần hóa học của hành tinh bằng cách đánh giá sự có mặt và phân bố của nước lỏng và do đó cả ô xy trên hành tinh. Trong khi trả lời được câu hỏi về thành phần của Mộc Tinh, những dữ liệu này cũng cung cấp thông tin mới về sự hình thành của hành tinh. Juno cũng sẽ khảo sát sự đối lưu làm gây ra những dải mây với màu sắc khác nhau trong khí quyển của Mộc Tinh. Những thiết bị khác trên Juno cũng thu thập dữ liệu về trường hấp dẫn và từ quyển của hành tinh. Phi vụ Juno sẽ kết thúc vào tháng 10 năm 2017, sau khi con tàu bay được 33 vòng quanh Sao Mộc và nó sẽ được cho rơi vào hành tinh này.

Quỹ đạo

Quỹ đạo của Juno có hình elip dẹt với cận điểm quỹ đạo cách Sao Mộc 4300 km nằm cách xa quỹ đạo của Callisto. Điều này giúp cho con tàu tránh khỏi tác động xấu từ vành đai bức xạ của Sao Mộc. Tấm khiên bức xạ Juno làm bằng titan gắn trên con tàu cũng sẽ giúp bảo vệ các thiết bị điện tử trên Juno.

Các nhóm tham gia

Scott Bolton từ Viện nghiên cứu Tây Nam ở San Antonio, Texas là Người đứng đầu dự án (Principal Investigator) và chịu trách nhiệm chung cho toàn bộ dự án. Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực ở California quản lý phi vụ và Tập đoàn Lockheed Martin được giao cho nhiệm vụ phát triển và chế tạo con tàu. Dự án này cũng được một số viện khác tham gia thiết kế và chế tạo.
Đồng đứng đầu dự án là Toby Owen từ Đại học Hawaii, Andy Ingersol từ Cal Tech, Fran Bagenai từ Đại học Colorado ở Boulder, và Candy Hansen từ Viện khoa học hành tinh. Jack Connerney từ Goddard Space Flight Center là người đứng đầu nhóm thiết kế các thiết bị khoa học.

Pin mặt trời

Juno sẽ là phi vụ đầu tiên đến Sao Mộc sử dụng tấm năng lượng mặt trời thay vì máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ (RTGs) đã được trang bị trên các tàu Pioneer 10, Pioneer 11, chương trình Voyager, Cassini–Huygens, và tàu quỹ đạo Galileo. Những phát triển về hiệu năng trong công nghệ pin mặt trời trong nhiều thập kỉ qua đã góp phần vào tính khả thi kinh tế nhờ việc sử dụng pin mặt trời nhằm cung cấp năng lượng cho các tàu không gian thám hiểm những vùng xa hơn 5 AU từ Mặt Trời. Ngoài ra, RTGs cũng bị giới hạn về tính khả dụng trong các chuyến bay không gian. NASA có kế hoạch sử dụng RTGs trên một số tàu không gian, và sẽ đưa ra quyết định nhằm sử dụng nguồn năng lượng thay thế trên phương diện thực hành và kinh tế hơn là phương diện chính trị.
Tàu quỹ đạo Juno sử dụng 3 mảng pin mặt trời (2,65 x 8,9 m mỗi mảng) bố trí đối xứng quanh thân tàu, chúng được gấp lại cho gọn trong quá trình phòng tàu. Ngay sau khi tách ra khỏi tên lửa đẩy, 3 mảng sẽ được lật ra. Hai trong ba mảng, mỗi mảng chứa bốn tấm pin mặt trời, và mảng thứ ba chứa ba tấm pin mặt trời cùng với từ kế đặt ở ngoài cùng của mảng. Tổng diện tích của ba mảng là hơn 60 mét vuông (650 sq ft). Nhờ đó mà nó cung cấp nguồn năng lượng lên tới 15 kilôwatt (20 hp) khi quay quanh Trái Đất, nhưng chỉ còn 486 watt (0,652 hp) khi Juno đến Sao Mộc, và giảm xuống còn 420 watt (0,56 hp) do những tác động của bức xạ đến chất lượng các tấm pin. Các mảng pin mặt trời sẽ liên tục hướng về Mặt Trời từ lúc phóng cho đến lúc kết thúc dự án, ngoại trừ giai đoạn động cơ chính hoạt động khi con tàu đi vào quỹ đạo quanh Mộc Tinh.