Jupiterforschung: Mit Juno den Jupiter erkunden

Juno, die neueste US-Raumsonde zur Erkundung des Planeten Jupiter, befindet sich derzeit im US-Weltraumbahnhof Cape Canaveral in Florida in Vorbereitung auf den Start Anfang August 2011. Sie soll im Juli 2016 bei Jupiter ankommen und dort in eine Umlaufbahn um den Gasriesen einschwenken.

Jupitersonde Juno | An eine Windmühle erinnert die US-Raumsonde Juno mit ihren drei Solarzellen-Auslegern zur Stromversorgung. Juno soll am 5. August 2011 mit einer Atlas-V-Trägerrakete ins All befördert werden und am 5. Juli 2016 bei Jupiter ankommen.

Schon seit längerem hat der größte Planet des Sonnensystems, Jupiter, keinen Besuch mehr von der Erde erhalten. Seit dem kurzen Vorbeiflug der Pluto-Sonde New Horizons im Februar 2007 näherte sich dem Gasriesen kein irdisches Raumgefährt mehr. Dies soll sich im Juli 2016 ändern, wenn Juno, die neueste Raumsonde der US-Raumfahrtbehörde NASA, bei Jupiter eintrifft und dort in eine Umlaufbahn um den Planeten einschwenkt. Juno dient der Erkundung der dynamischen Atmosphäre und des mächtigen Magnetfelds des Gasriesen und ihrer Wechselwirkungen untereinander.

Derzeit befindet sich Juno im Kennedy Space Center der NASA im US-Bundesstaat Florida, um auf den Start am 5. August 2011 vorbereitet zu werden. Nach dem Erreichen der Erdfluchtbahn durchläuft Juno eine weite Schleife im inneren Sonnensystem, um am 9. Oktober 2013 einen dichten Vorbeiflug an der Erde durchzuführen. Danach hat die Sonde ausreichend Schwung, um den Gasriesen rund drei Jahre später am 5. Juli 2016 zu erreichen.

Bahnverlauf von Juno durch das Sonnensystem | Die für Juno geplante Reisedauer zum Zielplaneten Jupiter beträgt rund fünf Jahre. Nach ihrem Start am 5. August 2011 wird Juno eine Bahnschleife durch das innere Sonnensystem ziehen, um am 9. Oktober 2013 dicht an der Erde vorbeizufliegen. Danach hat die Sonde genügend Schwung, um Jupiter am 4. Juli 2016 zu erreichen. Die Striche auf der weiß eingezeichneten Bahn markieren Zeitabschnitte zu je 30 Tagen. Von innen nach außen sind die Bahnen von Merkur, Venus, Erde, Mars und Jupiter aufgetragen.

Dort angekommen, tritt Juno in eine polare Bahn um den Planeten ein, die sie bis auf 5000 Kilometer an die Wolkendecke des Planeten heranführt. Durch die große Annäherung an den Gasriesen lässt sich die Zeit minimieren, die Juno in den extrem starken Strahlungsgürteln verbringt, die selbst gehärtete Elektronik durch Beschuss mit energiereichen Teilchen schädigen. Außerdem lässt sich so der dünne Jupiterrring umfliegen und Kollisionen mit Ringpartikeln werden vermeiden.

Ungewöhnlich für eine Jupitersonde ist, dass Juno zur Stromversorgung mit Solarzellen ausgerüstet ist. Weil Jupiter rund fünf mal so weit wie die Erde von der Sonne entfernt ist, erreicht nur ein 25-stel der auf der Erde ankommenden Sonnenstrahlung den Planeten und die Sonde. Daher sind die drei Solarzellen-Ausleger, die Juno ein windmühlenartiges Aussehen verschaffen, vergleichsweise riesig. Die Sonde hat eine Gesamtspannweite von 20 Metern.

Allerdings benötigt Juno nur in den sechs Stunden der dichtesten Annäherung viel Strom für die Versorgung ihrer acht Instrumente, während ein Umlauf um Jupiter elf Tage dauert, in denen die Sonde ihre Batterien laden kann.

Unter anderem führt Juno ein Magnetometer zu Ermittlung der Feldstärke und räumlichen Struktur des Jupitermagnetfelds mit sich, Instrumente zur Analyse geladener Partikel und elektrischer Felder im Jupitermagnetfeld und Spektrografen zur Ermittlung der chemischen Zusammensetzung der Jupiteratmosphäre und ihrer Wolken.

Um auch die allgemeine Öffentlichkeit an Juno teilhaben zu lassen, ist die Sonde zudem mit einer Farbkamera ausgerüstet, die Bilder der Jupiteratmosphäre an den Polen aufnimmt. Nur einmal war bislang einer Raumsonde ein Blick auf die Pole des Planeten möglich, nämlich der Sonde Pioneer 11 bei ihrem Vorbeiflug im Dezember 1974. Allerdings war das Kamerasystem für heutige Verhältnisse sehr einfach gestrickt und lieferte Bilder mit nur mäßiger Auflösung. Da Jupiters Rotationsachse praktisch keine Neigung zu seiner Umlaufbahn aufweist, lassen sich von der Erde aus die Pole nur unter sehr flachen Blickwinkeln erfassen.

Tilmann Althaus