Warum hat die Raumsonde Juno der NASA nur eine einjährige Hauptmission?

Während viele Missionen über ihre geplante Lebensdauer hinaus fortgesetzt werden konnten (Cassini und die Mars Exploration Rovers sind prominente Beispiele), wird die Art der Mission und die Umlaufbahn, die Juno zur Erreichung seiner Ziele durchführen muss, das Raumschiff einer wirklich massiven Strahlendosis aussetzen. Um die wissenschaftlichen Ziele der Mission innerhalb des von der NASA festgelegten Budgets zu erreichen, entwarf das Juno-Team die Raumsonde so, dass sie ihre wissenschaftlichen Ziele in etwa einem Jahr nach 30 wissenschaftlichen Umlaufbahnen um Jupiter erreicht. Wenn sie das Raumschiff im Orbit ließen, würde es schließlich durch die Strahlung zu stark beschädigt werden, um weiter zu funktionieren. Es wird auch nicht genug Treibstoff haben, um woanders hinzugehen (mehr Treibstoff zu transportieren bedeutet ein schwereres Raumschiff, was eine größere, teurere Trägerrakete bedeutet). Sobald seine Mission beendet ist, wird Juno also befohlen, in Jupiter einzutauchen,

Sie entsorgen das Raumfahrzeug auf diese Weise, um die von der NASA festgelegte Anforderung zum Schutz des Planeten zu erfüllen. Im Fall von Juno bedeutet Planetenschutz, dass sie nicht wollen, dass das Raumschiff möglicherweise auf einen der Jupitermonde stürzt – insbesondere auf Europa, das einen Ozean aus flüssigem Wasser enthalten könnte, das für lebende Organismen geeignet ist. Das Missionsteam untersuchte die Wahrscheinlichkeit, dass Juno Europa jemals treffen würde, wenn sie das Raumschiff in der Umlaufbahn um Jupiter beließen. Sie stellten fest, dass die Chancen sehr gering waren, aber es ist ein Risiko, das die NASA nicht eingehen wird. Das De-Orbit-Manöver ermöglicht es der Mission also, ein kontrolliertes Ende der Mission sicherzustellen und dieses Risiko zu vermeiden.

Beachten Sie, dass die Galileo-Raumsonde etwa 8 Jahre auf Jupiter überlebte, aber ihre Umlaufbahn hielt die Sonde für einen Großteil der Mission weit vom Planeten entfernt. Die wissenschaftlichen Anforderungen von Juno (insbesondere die hochauflösende Erfassung des Schwerefelds und der tiefen Atmosphäre) erfordern eine sehr enge Umlaufbahn. Der einzig praktikable Weg, dies mit der aktuellen Technologie zu erreichen, besteht darin, eine polare Umlaufbahn zu haben, die wiederholt sehr nahe an Jupiter herantaucht, während sie sich unter die strahlungsintensivsten Regionen duckt. Selbst bei dieser speziellen Umlaufbahn werden die Außenflächen des Raumfahrzeugs einer Strahlendosis ausgesetzt, die 100 Millionen Zahnröntgenstrahlen entspricht. Im Strahlungsgewölbe, das Junos empfindlichste Elektronik enthält, wird die Dosis um den Faktor 800 niedriger sein.

Letztendlich stellen diese Entscheidungen ein sorgfältig abgewogenes Gleichgewicht zwischen Kosten, der Erfüllung der Missionsanforderungen und dem Umgang mit Risiken für den Missionserfolg dar.