NASA har godkänt en förlängning av uppdraget för sin Juno-rymdfarkost som utforskar Jupiter. Byråns mest avlägsna planetomloppsbana kommer nu att fortsätta sin undersökning av solsystemets största planet fram till september 2025, eller tills rymdfarkostens livstid. Denna expansion ger Juno i uppdrag att bli en utforskare av det fullständiga jovianska systemet – Jupiter och dess ringar och månar – med flera möten planerade för tre av Jupiters mest spännande galileiska månar:Ganymedes, Europa, och Io.

"Sedan sin första omloppsbana 2016, Juno har levererat den ena uppenbarelsen efter den andra om den här enorma gasjättens inre arbete, " sade chefsutredaren Scott Bolton vid Southwest Research Institute i San Antonio. "Med det utökade uppdraget, vi kommer att svara på grundläggande frågor som uppstod under Junos främsta uppdrag samtidigt som vi sträckte oss bortom planeten för att utforska Jupiters ringsystem och galileiska satelliter."

Föreslog 2003 och lanserades 2011, Juno anlände till Jupiter den 4 juli, 2016. Det främsta uppdraget kommer att slutföras i juli 2021. Det utökade uppdraget omfattar 42 ytterligare omloppsbanor, inklusive nära pass av Jupiters nordpolära cykloner; förbiflygningar av Ganymedes, Europa, och Io; samt den första omfattande utforskningen av de svaga ringarna som omger planeten.

"Genom att utvidga vetenskapsmålen för detta viktiga kretsobservatorium, Juno-teamet kommer att börja ta itu med en bredd av vetenskap som historiskt krävs av flaggskepp, sa Lori Glaze, divisionschef för planetarisk vetenskap vid NASA:s högkvarter i Washington. "Detta representerar ett effektivt och innovativt framsteg för NASA:s strategi för utforskning av solsystem."

Uppgifterna som Juno samlar in kommer att bidra till målen för nästa generations uppdrag till det jovianska systemet – NASA:s Europa Clipper och ESA (European Space Agency) uppdrag JUpiter ICy moons Explorer (JUICE). Junos undersökning av Jupiters vulkaniska måne Io tar upp många vetenskapsmål som identifierats av National Academy of Sciences för ett framtida Io-upptäckaruppdrag.

Det utökade uppdragets vetenskapskampanjer kommer att expandera på upptäckter som Juno redan har gjort om Jupiters inre struktur, inre magnetfält, atmosfär (inklusive polära cykloner, djup atmosfär, och norrsken), och magnetosfären.

"Med denna förlängning, Juno blir sitt eget uppföljningsuppdrag, sa Steve Levin, Juno-projektforskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien. "Närbildsobservationer av stolpen, radioockultationer" - en fjärranalysteknik för att mäta egenskaper hos en planetatmosfär eller ringsystem - "satellitflyg, och fokuserade magnetfältsstudier kombineras för att göra ett nytt uppdrag, nästa logiska steg i vår utforskning av det jovianska systemet."

Jupiters gåtfulla stora blå fläck, en isolerad fläck av intensivt magnetfält nära planetens ekvator, kommer att vara målet för en magnetisk undersökning med hög rumslig upplösning under sex förbiflygningar tidigt i det utökade uppdraget. När Junos omloppsbana utvecklas, flera förbiflygningar av månarna Ganymedes (2), Europa (3), och Io (11) är planerade, samt flera passager genom Jupiters tunna ringar.

Juno kommer också att flyga genom Europa och Io tori – ringformade moln av joner – vid flera tillfällen, karakterisera strålningsmiljön nära dessa satelliter för att bättre förbereda Europa Clipper- och JUICE-uppdragen för att optimera observationsstrategier och planering, vetenskapliga prioriteringar, och uppdragsdesign. Det utökade uppdraget lägger också till planetarisk geologi och ringdynamik till Junos omfattande lista över vetenskapliga undersökningar.

En bana i utveckling

Den naturliga utvecklingen av Junos omloppsbana runt gasjätten ger den rikedom av nya vetenskapsmöjligheter som det utökade uppdraget drar nytta av. Varje vetenskapspass skickar den soldrivna rymdfarkosten som zoomar lågt över Jupiters molntoppar, samla in data från en unik utsiktspunkt som ingen annan rymdfarkost har haft.

Den punkt under varje omloppsbana där Juno kommer närmast planeten kallas perijov (eller PJ). Under uppdragets gång, Junos perijover har migrerat norrut, dramatiskt förbättrad upplösning över det norra halvklotet. Utformningen av det utökade uppdraget drar fördel av den fortsatta migrationen norrut av dessa perijover för att skärpa sin syn på de många cyklonerna som omger nordpolen samtidigt som de innehåller ring- och galileiska månflygningar.

"Uppdragsdesignerna har gjort ett fantastiskt jobb med att skapa ett utökat uppdrag som bevarar uppdragets enskilt mest värdefulla resurs ombord - bränsle, sa Ed Hirst, Juno projektledare på JPL. "Gravity-hjälp från flera satellitförbiflygningar styr vår rymdfarkost genom det jovianska systemet samtidigt som det ger en mängd vetenskapliga möjligheter." Satellitförbiflygningarna minskar också Junos omloppsperiod, vilket ökar det totala antalet vetenskapliga banor som kan erhållas."

Satellitmötena börjar med en förbiflygning på låg höjd av Ganymedes den 7 juni, 2021 (PJ34), vilket minskar omloppstiden från cirka 53 dagar till 43 dagar. Den förbiflygningen skapar en nära förbiflygning av Europa den 29 september, 2022 (PJ45), minska omloppstiden ytterligare till 38 dagar. Ett par nära Io förbiflygningar, den 30 december, 2023 (PJ57), och 3 februari, 2024 (PJ58), kombinera för att minska omloppstiden till 33 dagar.