Juno (auch Jupiter Polar Orbiter) ist eine Raumsonde der NASA, die den Gasplaneten Jupiter aus einer polaren Umlaufbahn erforscht.
Sie wurde am 5. August 2011 gestartet und ist am 5. Juli 2016 in eine Umlaufbahn um den Jupiter eingeschwenkt. Juno ist nach New Horizons die zweite Raumsonde des New-Frontiers-Programms der NASA und darf somit höchstens 700 Millionen US-Dollar kosten. Im Gegensatz zu früheren Raumsonden zum Planeten Jupiter besitzt Juno keine nukleare Energieversorgung, sondern generiert den benötigten Strom durch effiziente und strahlungsresistente Solarzellen. Der Einsatz ist möglich, weil die Sonde auf ihrer polaren Umlaufbahn immer freie Sicht zur Sonne hat. Außerdem befindet sich die Sonde auf dieser Bahn meist außerhalb der starken Strahlungsgürtel des Jupiters.
Der Name der Sonde entstammt der griechisch-römischen Mythologie. Der Gott Jupiter umgab sich mit einem Wolkenschleier, um seine üblen Taten zu verbergen, doch seine Frau, die Göttin Juno, konnte durch die Wolken hindurchsehen und Jupiters wahre Gestalt erkennen. In einer älteren Liste von NASA-Abkürzungen findet sich auch das Backronym „JUpiter Near-polar Orbiter“.
Juno soll sich folgenden Aufgaben widmen:
Herausfinden, ob Jupiter einen festen Kern besitzt.
Bestimmung der Anteile von Wasser, Ammoniak und Methan in der Atmosphäre.
Beobachtung der Konvektion und Erstellung von Windprofilen in der Atmosphäre.
Bestimmung des Ursprungs des Jupiter-Magnetfeldes.
Untersuchung der polaren Magnetosphäre.
Missionsplanung und Anforderungen an die Umlaufbahn
Juno ist die erste Sonde in dieser großen Entfernung zur Sonne, die ihre Energie nur aus Solarzellen bezieht. Daher wurde ein sehr komplexes Szenario für die Umkreisung des Gasriesen ausgewählt. Es müssen unter anderem folgende Bedingungen erfüllt werden:
Umgehung der stärksten Strahlungsgürtel, denn die Strahlung würde die Sonde beschädigen.
Vermeidung des Eintritts in den Schatten Jupiters, damit die Solarzellen ununterbrochen Energie liefern können.
Geringe Distanz zum Jupiter bei der größten Annäherung (Periapsis).
Durch eine hochelliptische polare Umlaufbahn sollen diese Ziele erreicht werden. Die aggressiven Strahlungsgürtel Jupiters sind ungefähr torusförmig und umgeben den Planeten äquatorial wie ein unsichtbarer Schwimmreifen in einem gewissen Abstand. Die Sonde fliegt bei jeder Umkreisung des Planeten, einmal in Nord-Süd-Richtung, nahe an Jupiter, zwischen dem Planeten und dem Strahlungsgürtel hindurch und passiert anschließend in einem großen Bogen in Süd-Nord-Richtung den Strahlungsgürtel auf der Außenseite. Die Sonde befindet sich bei diesen Orbits nie im Jupiterschatten, was für eine permanente Energieversorgung mittels Solarzellen entscheidend ist. Zudem besteht maximaler Energiebedarf nicht kontinuierlich, sondern pro Orbit nur in einem wenige Stunden dauernden Zeitfenster in Jupiternähe, in dem Messungen durchgeführt werden.
Die Primärmission der Sonde war zunächst auf ca. eineinhalb Jahre angelegt und sollte 37 Jupiterumrundungen umfassen; später wurde sie bis 2021 verlängert. Eine Reise zu den Galileischen Monden war anfangs nicht vorgesehen, da sich diese in den starken Strahlungsgürteln des Jupiters befinden. Dort könnte die Strahlung die Solarzellen und die Bordelektronik zerstören. Anfang 2021 entschied sich die NASA in der erweiterten Mission zu Vorbeiflügen an Ganymed, Europa und Io.
Der Start der Sonde erfolgte am 5. August 2011 um 16:25 UTC an Bord einer Atlas V 551 vom Cape Canaveral. Ursprünglich war der Start für Juni 2010 und dann für den 7. August 2011 geplant.
Während des knapp 5 Jahre dauernden Flugs zum Jupiter umrundete die Sonde eineinhalbmal die Sonne und führte dabei im Oktober 2013 einen nahen Vorbeiflug an der Erde aus. Dabei nutzte sie mit einem Swing-by-Manöver deren Schwerkraft, um zum Jupiter zu beschleunigen.