Jupiter je bezesporu králem naší sluneční soustavy. Kdyby se Země rozprostřela po jeho povrchu, její velikost by odpovídala velikosti Indie na zemském globu. Jupiter má hmotnost přibližně jedné tisíciny Slunce, což je dvaapůlkrát více než všechny ostatní planety sluneční soustavy dohromady, včetně Saturnu. Nicméně řada tajemství tohoto plynného giganta nám stále zůstává utajena.
První bližší průzkum Jupitera provedly obě sondy Pioneer, které prolétly kolem planety v letech 1973 a 1974. V roce 1979 je následovaly sondy Voyager. Ty zjistily, že Jupiter má prstence, i když podstatně chudší a ne tak krásné, jaké má Saturn. Až o 13 let později si Jupiter mohl prohlédnout další lidský výrobek, družici Ulysses, jež ovšem byla primárně určena k výzkumu Slunce a její průzkum Jupitera byl už cosi navíc. V roce 2000 prolétla na své cestě k Saturnu kolem Jupitera dvojsonda Cassini-Huygens. Ta se však od giganta držela v uctivé vzdálenosti. A před třemi lety minula Jupiter i sonda New Horizons, která za pět let doletí ke svému cíli – k Plutu. A samozřejmě nelze v tomto výčtu zapomenout na misi Galileo. Tato sonda byla zatím jako jediná navedena na Jupiterovu oběžnou dráhu (viz box).
Blízké setkání s králem
Již za rok však k Jupiteru odstartuje další průzkumník. V rámci vědeckého programu NASA New Frontiers (Nové hranice) ke králi sluneční soustavy vyrazí sonda Juno. Své jméno získala podle hlavní bohyně starověkého Říma, sestry a zároveň manželky nejvyššího z bohů Jupitera. Odstartovat by měla v srpnu příštího roku, na oběžnou dráhu ji vynese raketa Atlas V 551. Poté využije manévru „gravitačního praku“, a to tak, že proletí kolem Země. Při průletu získá sonda rychlost a energii k letu k Jupiteru. To se stane roku 2013. Po navedení na oběžnou dráhu kolem Jupiteru roku 2016 bude zkoumat jeho atmosféru a také se podívá, co je nového na Jupiterových měsících.
Zkoumání Jupiterovy atmosféry ovšem není žádná legrace. Jupiter je neustále zakryt mračny, tvořenými krystalky čpavku, a jak se zdá i hydrosulfidem amonným, samotná atmosféra se skládá především ze dvou nejlehčích prvků – vodíku a helia. Mračna se nacházejí v tropopauze, kde jsou roztroušeny v různých výškách, známých jako tropické oblasti. Ty se rozdělují mezi světlejší barevné pásy a tmavší zóny. Vzájemná interakce mezi těmito cirkulujícími skupinami se projevuje bouřemi a turbulencemi. Rychlost větrů zde dosahuje až 400 kilometrů v hodině.
Jak se obr narodil?
Sonda Juno bude vybavena speciálními přístroji, které jí umožní pracovat i v tomto pekelném světě. Na základě svých zjištění by mohla získat i zajímavé informace i o plášti a jádru planety. Vědci předpokládají, že jádro planety je obklopeno kovovým a tekutým vodíkem. Tlak je zde tak veliký, že jedna z teorií tvrdí, že by jádro Jupiteru mohl tvořit jeden ohromný diamant. Juno se zaměří i na gravitační a magnetické pole Jupiteru a bude pátrat po přítomnosti vody.
Sonda Juno by astronomům měla umožnit nahlédnout do tajů vzniku a vývoje plynných obalů planet. To by vědce značně přiblížilo k pochopení vzniku naší sluneční soustavy. Bude měřit i přítomnost těžších prvků v atmosféře, zejména kyslíku a dusíku.
Jupiterovy zvláštnosti
Jupiter má řadu specifik. Nesmírně zajímavá je jeho magnetosféra. Ta je schopná vyvolat nejjasnější polární záře v celém solárním systému. Jupiterovo magnetické pole je 14krát silnější než na Zemi a lze je vidět i pozemských observatoří. Při pozorování z naší mateřské planety se toto pole může jevit až pětkrát větší než Měsíc v úplňku. Juno bude měřit i rozložení nabitých částic pomocí detektoru nabitých částic JEDI.
Sonda bude mít na své palubě i řadu dalších vyspělých vědeckých přístrojů. Mikrovlnný radiometr se podívá na zoubek složení atmosféry, mezi pasažéry, kteří se podívají zblízka na Jupiter je i detektor rádiových a plazmatických vln nebo infračervený mapovač polárních září.
Bez Slunce ani ránu
Energii bude sonda Juno čerpat ze Slunce. Ale Jupiter je od Slunce podstatně dál než Země, dopadá sem 25x méně sluneční energie. Potenciální kosmonaut by na něj mohl pohlédnout i nechráněným zrakem. Dosud byly sondy, které se dostaly do těchto vzdálených končin, napájeny jadernými generátory. Juno je však v tomto ohledu průkopníkem, i přes ne příliš příznivé podmínky bude naprosto spoléhat na Slunce.
Sonda, vážící téměř půl tuny, bude vybavena třemi více než dvacetimetrovými solární panely. Ty budou během celé mise neustále ozářeny Sluncem, takže se Juno bude muset vyhýbat neozářené straně Jupitera. Fotovoltaické články mají o 50 % vyšší účinnost než ty dosud používané. Navíc přístroje, které sonda nese na palubě, jsou navrženy tak, aby nebyly energeticky příliš náročné. Podle plánů NASA sonda Juno Jupiter obletí celkem dvaatřicetkrát a k nejvyšším vrstvám atmosféry se přiblíží až na 4800 kilometrů.
Co se děje na Jupiteru?
V roce 1953 Millerův-Ureyův experiment ukázal, že kombinací blesků a chemických sloučenin, existujících v atmosféře primitivní Země, je možné vytvořit z organických sloučenin obsahujících aminokyseliny složitější organické sloučeniny, které mohou sloužit jako základní stavební kameny života. Simulovaná atmosféra obsahovala vodu, metan, čpavek a molekulární vodík, tedy všechny sloučeniny, které je možné pozorovat v atmosféře Jupiteru. Nicméně atmosféra Jupiteru má silnou vertikální cirkulaci, která by mohla tyto komponenty zanášet do spodních vrstev atmosféry, kde by vysoká teplota a tlak způsobily jejich rozpad, a tak by bránila vzniku podobného života, jaký existuje na Zemi.
Planeta bez života?
Je vysoce nepravděpodobné, ba až téměř nemožné, že by se na Jupiteru nacházel život podobný tomu pozemskému, jelikož se zde vyskytuje jen malé množství vody v atmosféře a případný pevný povrch planety by byl vystaven extrémnímu tlaku. Nicméně před průlety sond Voyager v roce 1976 se objevily hypotetické spekulace, naznačující možnost existence života založeného na vodě či čpavku, který by se vyvíjel ve svrchních vrstvách atmosféry. Tato hypotéza je založena na životě v pozemských mořích, kde se jednoduché organismy v podobě planktonu vyskytují ve svrchních vrstvách a pod nimi se pak nacházejí ryby, konzumující právě plankton, a predátoři, lovící ryby. Nicméně se životem na Jupiteru se lze setkat alespoň ve sci-fi literatuře, opakovaně sem umisťoval organismy na plynné bázi britský spisovatel Arthur C. Clarke.
Nové rozšířené hranice
Americký projekt New Frontiers je zaměřený na výzkum těles v naší sluneční soustavě. Vypuštění průzkumníka Juno je jen jednou z jeho součástí. Již tuto chvíli letí k Plutu sonda New Horizons. Ta se na svou cestu vydala v roce 2006. Již v únoru roku následujícího roku proletěla kolem Jupiteru a k Plutu dorazí 14. července 2015. Expedice pak má pokračovat až do roku 2020. Během této doby se bude pohybovat oblastí Kuiperova pásu, kde se počítá s průzkumem dosud nestanovených transneptunských objektů.
NASA má v zásobě několik dalších misí v rámci tohoto projektu. Letos by měla zveřejnit, která z nich získá reálné obrysy. Ve hře jsou tři možnosti. Buď bude zkoumána Venuše, Měsíc, nebo některá z komet. Ve všech třech případech se počítá s tím, že by sonda odebrala vzorky z povrchu a buď je analyzovala přímo na místě, nebo je dopravila zpět na Zemi. Ke spuštění některého z těchto programů by mělo dojít v roce 2013.
Juno nebude první…
Sedmého prosince 1995 Jupiter přivítal nového hosta. Tím hostem nebyl nikdo jiný než sonda Galileo, která se stala první umělou Jupiterovou oběžnicí. Cesta ke gigantu sluneční soustavy jí trvala šest let, Juno bude rychlejší o celý rok. Mezi roky 1996 a 2000 kroužila kolem planety Jupiter po velmi výstředné dráze, přičemž opakovaně uskutečňovala blízké průlety kolem galileovských měsíců Io, Ganymed, Europa a Callisto, které podrobně zkoumala. Průlety byly využívány současně ke gravitačním manévrům, které zajišťovaly postupnou návštěvu dalších měsíců s minimální spotřebou pohonných látek. Vzhledem k dobré činnosti systémů sondy a velkému množství získávaných dat byla mise sondy mnohokrát prodlužována, naposledy koncem dubna 2001. Celkem vykonala 34 oběhů kolem Jupitera a během této doby sedmkrát navštívila měsíc Io, osmkrát Callisto, osmkrát Ganymed a dokonce jedenáctkrát měsíc Europa.
A co všechno sonda Galieo zjistila? Například to, že zastoupení chemických prvků, zejména poměr vodíku vůči héliu (zhruba 9:1), v atmosféře Jupitera je odlišné od Slunce, což znamená, že se planeta po svém vzniku dále vyvíjela. Další zajímavá zjištění se týkala Jupiterových měsíců. Sonda nepřímými důkazy potvrdila existenci tekutého vodního oceánu pod ledovým příkrovem Europy. Zjistila také, že tento měsíc, kde by snad mohl být život, je obklopen řídkou atmosférou, kterou tvoří kyslík.
V září 2003 pak byla sonda Galileo navedena do Jupiterovy atmosféry, kde zanikla.
