Lansată în 5 august 2011, sonda Juno are drept obiectiv elucidarea misterului privind originea şi evoluţia lui Jupiter, confirmarea existenţei unui eventual nucleu solid al acestei uriaşe planete gazoase, cartografierea puternicului său câmp magnetic, măsurarea volumului de apă şi amoniac din straturile profunde ale atmosferei sale şi derularea unor observaţii ştiinţifice asupra aurorelor de pe Jupiter.

O caracteristică importantă a planetei Jupiter este suprasaturarea sa cu radiaţii de mii de ori mai puternice decât cele din jurul Pământului. În aceste condiţii, sonda Juno a trebuit să fie construită ca un adevărat buncăr anti-radiaţii.

„Jupiter prezintă cele mai puternice radiaţii din sistemul nostru solar, cu excepţia doar a Soarelui”, susţine Kevin Rudolph, inginer la Lockheed Martin, care a participat la proiectarea şi construcţia sondei Juno.

Cum vor rezista sensibilele instrumente ştiinţifice din arsenalul sondei Juno la niveluri atât de ridicate de radiaţii? "Am construit practic un tanc blindat împotriva radiaţiilor. Această misiune este o premieră pentru NASA din mai multe puncte de vedere. Apropierea de Jupiter este probabil una dintre cele mai mari provocări la care a trebuit să răspundă NASA", a susţinut şi coordonatorul ştiinţific al misiunii, Scott Bolton.

De unde provin aceste radiaţii? Conform oamenilor de ştiinţă, Jupiter ar dispune de un uriaş nucleu metalic, nucleu a cărui existenţă urmează să fie verificată chiar de sonda Juno, şi care îi conferă planetei un câmp magnetic de aproximativ 20.000 de ori mai mare decât cel terestru. La fel ca şi în cazul câmpului magnetic terestru, magnetosfera joviană blochează fluxul de particule încărcate electric ce provin de la Soare. Particulele blocate în magnetosferă se acumulează de-a lungul timpului şi devin din ce în ce mai periculoase. Planeta se roteşte în jurul propriei axe, antrenând în această mişcare şi câmpul magnetic jovian în care sunt astfel accelerate toate particulele cu sarcină electrică (electroni şi protoni) blocate în câmpul său magnetic. Nivelurile de energie ale acestor particule cresc şi mai mult în urma ciocnirilor dintre ele.

„Ajungem practic la nişte particule subatomice care pot trece prin carena sondei şi afecta sistemele electronice. Astfel de particule pătrund într-un circuit electronic şi se ciocnesc de atomii de pe cip sau deviază poziţia electronilor din circuit. Dacă acest proces continuă suficient de mult timp, întregul circuit poate fi compromis”, a explicat Kevin Rudolph.

Primul pas pentru a proteja circuitele lui Juno este limitarea expunerii la radiaţii. Cele mai puternice radiaţii sunt concentrate în jurul regiunilor ecuatoriale ale planetei Jupiter, iar NASA a pregătit sonda pentru înscrierea pe o orbită eliptică în jurul planetei gazoase, astfel încât va zbura pe deasupra ecuatorului său cât mai puţin timp cu putinţă.

„Orbitele pe care le-am programat se află la o distanţă foarte mare faţă de Jupiter pentru cea mai mare parte a timpului, iar atunci când sonda va fi aproape va plonja rapid prin zona de radiaţii intense, îşi va continua drumul pe sub această zonă şi apoi va reveni la fel de repede la exteriorul acestei zone”, a explicat Rudolph.

Compania Lockheed Martin a proiectat sonda Juno pornind de la sonda orbitală Mars Reconnaissance. Însă nivelurile de radiaţii din jurul planetei Marte sunt mult mai coborâte prin comparaţie cu cele din jurul lui Jupiter, condiţii în sonda a necesitat unele adaptări — inginerii au acoperit multe dintre componentele sistemului de avionică al sondei Juno cu un strat subţire de plumb pentru ecranare. De asemenea, o altă măsură a fost construirea unor piese electronice mai mari, pentru a dispersa mai uşor impactul radiaţiilor. Spre exemplu, dacă un tranzistor este format din doar 5 atomi, iar radiaţiile îndepărtează unul dintre atomi, atunci respectivul tranzistor şi-a pierdut 20% din capacitate, însă dacă tranzistorul este format din 500 de atomi, atunci pierderea unui singur atom înseamnă o scădere mult mai mică a capacităţii. "Cu cât este mai mare, cu atât este mai rezistent la radiaţii", a subliniat Rudolph.

Prin acest tip de măsuri, sonda Juno poate supravieţui unei doze de radiaţii de 50.000 REM (roentgen equivalent in man — or mammal) însă o astfel de doză nu înseamnă mai nimic faţă de dozele de până la 20 de milioane REM la care va fi expusă sonda Juno de-a lungul misiunii. Pentru a-i creşte şi mai mult rezistenţa la radiaţii, inginerii misiunii au conceput o cutie specială de protecţie, ca un seif anti-radiaţii. Astfel, majoritatea componentelor electronice sensibile de la bordul lui Juno sunt instalate într-un cub cu latura de aproape 1 metru, construit din plăci de titan cu grosimea de 1,3 centimetri, care vor stopa sau încetini foarte mult particulele de radiaţii înainte de a se lovi de sistemele sensibile ale sondei.

Unele sisteme importante ale sondei nu au putut fi însă protejate în acest fel. Este cazul panourilor solare şi al camerei video cu care sonda urmăreşte poziţia stelelor pentru a se orienta în spaţiu. Aceste părţi exterioare ale sondei dispun însă de un anumit nivel de protecţie. Spre exemplu, camera video este introdusă într-un recipient cu grosimea de 2,5 centimetri care prezintă o deschidere la unul dintre capete, prin care poate funcţiona obiectivul camerei. De asemenea, panourile solare sunt acoperite cu un strat de sticlă cu grosimea de 12 milimetri. Stratul de sticlă permite trecerea luminii şi astfel panourile solare rămân funcţionale, dar oferă şi un mic nivel de protecţie împotriva radiaţiilor şi a prafului cosmic sau micrometeoriţilor.
Pentru a verifica modul în care panourile solare ale sondei vor fi afectate de radiaţii, inginerii misiunii au introdus astfel de panouri într-o incintă în care au fost bombardate cu electroni. În urma acestor experimente au ajuns la concluzia că micile celule solare din care sunt alcătuite panourile îşi vor pierde între 10% şi 15% din randament de-a lungul misiunii. Pentru a compensa şi această pierdere, inginerii au proiectat panourile solare ale sondei cu până la 15% mai mari. Astfel, Juno va dispune de suficientă energie pentru fotografii şi pentru măsurători ştiinţifice chiar şi în ultimele etape ale misiunii.

După realizarea tuturor acestor modificări menite să-i mărească rezistenţa la radiaţii, sonda Juno a ajuns la o toleranţă totală de 40 de milioane REM, dublu faţă de nivelul de radiaţii la care va fi expusă pe întreaga perioadă a misiunii, conform calculelor oamenilor de ştiinţă. Astfel, sonda beneficiază de o importantă marjă de eroare, în cazul în care nivelurile radiaţiilor se vor dovedi mai ridicate decât se aşteaptă NASA. De asemenea, nu este exclusă nici posibilitatea prelungirii misiunii dincolo de noiembrie 2018 datorită acestei toleranţe ridicate la radiaţii.

Pe lângă informaţiile pe care le va culege cu privire la originile şi caracteristicile giganticei planete Jupiter, sonda Juno va constitui şi un important laborator pentru testarea rezistenţei la radiaţii a diferitelor subsisteme ce ar putea fi folosite şi într-o primă misiune NASA de explorare a satelitului jovian Europa, satelit care dispune de un ocean de apă sub calota glaciară şi unde ar putea exista viaţă extraterestră. Europa orbitează însă în interiorul puternicei centuri de radiaţii a planetei Jupiter, iar ideile folosite pentru a proteja sonda Juno de radiaţii ar putea fi folosite şi pentru protecţia sondei care va vizita Europa.