ג'ונו (גשושית)
יעדי המחקר של המשימה

מטרתה המרכזית של ג'ונו היא להמשיך את המחקר שנעשה על צדק, ולהבין טוב יותר את אופן היווצרותו, התפתחותו והרכבו הפנימי. לפי ההשערה המקובלת, צדק - שמרבית מסתו מורכבת מהגזים הקלים מימן והליום, ובכך הרכבו דומה להרכב הכימי של השמש - נוצר בשלבים הראשונים של היווצרות מערכת השמש. יתר כוכבי הלכת התפתחו בשלבים מאוחרים יותר והושפעו במידה ניכרת מקיומו של צדק, ולכן הבנת תהליכי היווצרותו היא שלב חשוב בהבנת התפתחות מערכת השמש כולה. בנוסף לכך, מכיוון שיותר ויותר כוכבי לכת חוץ־שמשיים מתגלים, ורבים מהם הם ענקי גזים, הבנת מבנהו של צדק ובניית מודל מתמטי המתאר אותו, תאפשר להשתמש בו כאב טיפוס להבנת שאר ענקי הגזים במערכת השמש ובמערכות פלנטריות אחרות.
אחת השאלות המרכזיות לגבי אופן היווצרותו ומבנהו הפנימי של צדק היא שאלת קיום הליבה במרכזו, הרכבה והמסה שלה. לפי מודל אחד צדק נוצר בתהליך של ספיחה על ליבה, בו ליבה ראשונית, שהתגבשה בדיסקה הקדם־פלנטרית שסבבה את השמש הקדומה, ספחה שכבת גז של מימן והליום שעטפה אותה (Core Accretion Model). מודל אחר גורס כי צדק נוצר ללא ליבה ראשונית עקב קריסה כבידתית של גזי מימן והליום, בגלל אי־יציבות כבידתית בדיסקה הקדם־פלנטרית (Disc Instability Model). מודלים אלו מנבאים מסה שונה לליבה של צדק, ולכן מדידת המסה שלה תאפשר אישוש או הפרכה של המודלים השונים. ג'ונו תחקור את הרכבו הפנימי של צדק באמצעות ניסוי כבידתי (ראו ניסוי GS בפסקת מכשור מדעי) שייבחן וריאציות בשדה הכבידתי של צדק, אשר מהן ניתן ללמוד על התפלגותה של מסת צדק. התפלגות המסה בצדק קשורה קשר הדוק למומנט התמד פולרי מנורמל, והמידע שג'ונו צפויה למצוא יעזור לצמצם את אי־הוודאות בו, ובכך לשקף את המבנה הפנימי של כוכב הלכת.
משימה מרכזית נוספת של ג'ונו היא למדוד ולהעריך את שיעור המים באטמוספירה של צדק. שיעור המים בצדק הפך לשאלה מרכזית לאחר שהגשושית הקודמת לצדק, גלילאו, שלחה גשוש אל תוך האטמוספירה של צדק ומדדה שיעור מים נמוך מאוד, בניגוד להשערות החוקרים. אחד ההסברים המקובלים לתעלומה זו הוא שהגשוש נכנס לתוך "נקודה חמה" (Hot Spot) באטמוספירה, בה שיעור המים נמוך ביחס ליתר המקומות (בדומה למדבר בכדור הארץ). בניגוד לגלילאו, ג'ונו לא תחקור את האטמוספירה במקום ספציפי, אלא באמצעות מדידת קרינת גלי המיקרו שפולט צדק, מה שיאפשר לחוקרים לחקור את האטמוספירה הפנימית, מעבר למעבה העננים, עד עומקים שבהם הלחץ גבוה יותר מ־100 בר (בר אחד קרוב בערכו ללחץ בגובה פני הים בכדור הארץ).
מדידת שיעור המים תאפשר להבין טוב יותר את התפקיד של פלנטיסימלים בהיווצרות מערכת השמש. לפי מודלים שמתארים את היווצרות מערכת השמש, לפלנטיסמלים שנוצרו על ידי מים שקפאו במרחק גדול מספיק מהשמש (מעבר ל"קו השלג"), היה תפקיד מרכזי בהעברת יסודות כבדים וחומרים נדיפים (Volatiles), כמו מים, אל כוכבי הלכת במערכת השמש, ובכללם כדור הארץ. נתון שמתאים להשערה זו הוא השיעור הגבוה בצדק של יסודות כבדים כגון ארגון וחנקן, שמדד הגשוש ששלחה גלילאו אל תוך צדק, מכיוון שפלנטיסימלים יכלו להעשיר את צדק ביסודות אלו. אולם במקרה כזה יש לצפות גם לשיעור מים גבוה בצדק, דבר שלא נמדד על ידי הגשוש, ולכן ג'ונו תבצע מדידה גלובלית של שיעור המים. מדידת המים תאפשר גם לאשש או להפריך מודלים שונים לגבי מיקום היווצרותו של צדק, כאשר לפי חלק מהמודלים צדק לא נוצר במיקומו הנוכחי אלא נדד פנימה.
ג'ונו תחקור גם את הדינמיקה והעומק של תופעות מטאורולוגיות מרשימות הנראות על פני צדק. מדידת עומק של תופעות אלה תאפשר להבין כיצד חלקן מסוגלות להימשך מאות שנים, כגון הכתם האדום הגדול, סופה ענקית בצדק שנצפתה לראשונה לפני יותר מ־300 שנה.
יעד מחקר נוסף של ג'ונו הוא לחקור ולמפות את השדה המגנטי העצום של צדק ואת המגנטוספירה שלו, האזור בחלל שמושפע מהשדה המגנטי, ומשתרך לאורך מיליוני קילומטרים. באמצעות חקר השדה המגנטי, ג'ונו תאפשר להבין טוב יותר כיצד פועל תהליך הדינמו שיוצר אותו: בדומה לכדור הארץ, השדה המגנטי של צדק נוצר על ידי תנועה של מוליך חשמלי בתוך כוכב הלכת. אולם בניגוד לכדור הארץ, בו החומר המוליך הוא ברזל מותך בליבה החיצונית, בצדק החומר המוליך הוא מימן, שעקב הלחץ העצום במעמקי כוכב הלכת הופך למימן מתכתי שמתנהג כמוליך. ג'ונו תחקור גם את תופעת זוהר הקוטב בקטביו של צדק, שנוצרת על ידי השדה המגנטי שלו.
תנועת רצועות העננים והסופות באטמוספירה החיצונית של צדק, כפי שנראית ממספר תמונות שצילמה הגשושית קאסיני בשנת 2000. הסופה שמסתובבת במרכז התמונה היא הכתם האדום הגדול (מומלץ להגדיל את התמונה)
זוהר הקוטב של צדק בתצלום על־סגול של טלסקופ החלל האבל