Seit Juli 2016 zieht eine Raumsonde auf ungewöhnlichen Bahnen um Jupiter. Sie fliegt nicht gemütlich um den Äquator des Gasriesen, sondern stürzt aus großer Entfernung über einen seiner Pole heran, rast dicht über die Wolkendecke und verschwindet anschließend wieder weit hinaus in das Jupitersystem. Bei diesen kurzen Begegnungen sammelt Juno Daten aus einer Umgebung, die zu den extremsten Regionen des Sonnensystems gehört.

Die NASA-Sonde wurde gebaut, um hinter die Wolken Jupiters zu blicken. Sie soll herausfinden, wie der größte Planet unseres Sonnensystems im Inneren aufgebaut ist, wie tief seine gewaltigen Stürme reichen, wie sein Magnetfeld funktioniert und welche Hinweise seine Zusammensetzung auf die Entstehung des Sonnensystems liefert. Aus einer ursprünglich vergleichsweise begrenzten Mission ist dabei eine jahrelange Forschungsreise geworden, die inzwischen nicht mehr nur Jupiter selbst, sondern auch seine Ringe und mehrere seiner großen Monde umfasst.

Was ist die Raumsonde Juno?

Juno ist ein unbemannter Orbiter der NASA und gehört zum New-Frontiers-Programm der amerikanischen Raumfahrtbehörde. Gestartet wurde die Sonde am 5. August 2011 von Cape Canaveral. Nach einer fast fünfjährigen Reise erreichte sie Jupiter und schwenkte am 4. Juli 2016 in eine Umlaufbahn um den Planeten ein. Für den langen Weg nutzte Juno 2013 unter anderem einen Vorbeiflug an der Erde, bei dem die Sonde durch ein sogenanntes Gravity-Assist-Manöver zusätzliche Geschwindigkeit erhielt.

Schon äußerlich unterscheidet sich Juno deutlich von vielen anderen Raumsonden. Drei große Solarzellenausleger ragen von einem zentralen Körper nach außen. Insgesamt erreicht das Raumfahrzeug dadurch eine Spannweite von mehr als 20 Metern. Die Sonde rotiert während des wissenschaftlichen Betriebs etwa zweimal pro Minute um ihre eigene Achse. Diese Rotation stabilisiert sie und ermöglicht den fest eingebauten Instrumenten, bei einem nahen Jupiterflug unterschiedliche Bereiche des Planeten abzutasten.

Besonders bemerkenswert ist die Energieversorgung. Juno ist die erste Raumsonde, die in dieser Entfernung von der Sonne hauptsächlich mit Solarenergie betrieben wird. Bei Jupiter trifft nur ein Bruchteil der Sonnenenergie ein, die in Erdnähe zur Verfügung steht. Deshalb benötigt die Sonde ihre auffallend großen Solarpaneele.

Was ist die Aufgabe von Juno am Jupiter?

Die wichtigste Frage der Mission klingt zunächst erstaunlich einfach: Wie ist Jupiter entstanden?

Der Gasriese enthält mehr Masse als alle anderen Planeten des Sonnensystems zusammen und besteht überwiegend aus Wasserstoff und Helium. Wahrscheinlich bildete er sich sehr früh in der Geschichte des Sonnensystems. Seine heutige Struktur enthält deshalb Informationen über die Bedingungen in jener Gas- und Staubscheibe, aus der vor rund 4,6 Milliarden Jahren Sonne und Planeten entstanden.

Juno untersucht unter anderem die Verteilung von Wasser und Ammoniak in der Jupiteratmosphäre, vermisst das Schwerefeld des Planeten und kartiert sein gewaltiges Magnetfeld. Aus winzigen Veränderungen der Geschwindigkeit der Sonde können Forscher Rückschlüsse darauf ziehen, wie die Masse im Inneren Jupiters verteilt ist. Die Messungen sollen damit auch helfen zu klären, wie der Übergang von der sichtbaren Atmosphäre zu den tieferen Schichten des Planeten aussieht und welche Struktur sich im Zentrum des Gasriesen befindet.

Der Jupiter ist dabei kein Planet mit einer festen Oberfläche, auf der eine Sonde landen könnte. Unter den sichtbaren Wolken nimmt der Druck immer weiter zu. Wasserstoff verhält sich schließlich unter den extremen Bedingungen völlig anders als an der Oberfläche der Erde. Juno untersucht diesen verborgenen Planeten deshalb aus dem Orbit.

Wie nah kommt Juno an Jupiter heran?

Junos Umlaufbahn gehört zu den entscheidenden Besonderheiten der Mission. Die Sonde bewegt sich auf einer stark elliptischen Bahn. Den größten Teil eines Umlaufs verbringt sie weit entfernt vom Planeten. Dann beschleunigt sie auf Jupiter zu, überquert die Polarregionen und kommt der sichtbaren Wolkendecke zeitweise bis auf ungefähr 3.500 Kilometer nahe.

Diese Passage dauert nur wenige Stunden. Gerade während dieser Phase entstehen viele der wichtigsten Messungen und Nahaufnahmen. Anschließend entfernt sich Juno erneut weit von Jupiter, bevor dessen Gravitation die Sonde zum nächsten Vorbeiflug zurückholt.

Diese ungewöhnliche Flugbahn hat einen wichtigen Grund: Jupiter besitzt eine extrem starke Magnetosphäre und intensive Strahlungsgürtel. Hochenergetische Teilchen können elektronische Bauteile beschädigen. Juno soll deshalb möglichst wenig Zeit in den gefährlichsten Regionen verbringen.

Auch innerhalb der Sonde gibt es Schutzmaßnahmen. Besonders empfindliche Elektronik befindet sich in einem stark abgeschirmten Bereich. Trotzdem gehört die zunehmende Strahlenbelastung zu den Faktoren, die die Lebensdauer der Mission begrenzen.

Warum fliegt Juno über die Pole des Jupiter?

Frühere Jupiter-Missionen beobachteten den Planeten überwiegend aus Regionen nahe seiner Äquatorebene. Juno erhielt dagegen eine polare Umlaufbahn. Dadurch konnte erstmals ein Orbiter wiederholt direkt über die bislang kaum erforschten Nord- und Südpolregionen des Gasriesen fliegen.

Was dort zum Vorschein kam, überraschte die Forscher. Statt einer einfachen Wirbelstruktur zeigen die Pole ganze Systeme gewaltiger Zyklone. Um zentrale Wirbel gruppieren sich weitere Stürme in erstaunlich stabilen geometrischen Anordnungen.

Die Polarbahn ermöglicht außerdem detaillierte Untersuchungen der Jupiter-Auroren. Jupiter besitzt die stärkste planetare Magnetosphäre im Sonnensystem. Geladene Teilchen werden entlang der Magnetfeldlinien in die Polarregionen gelenkt und erzeugen dort intensive Leuchterscheinungen. Juno hat gezeigt, dass die physikalischen Prozesse hinter diesen Auroren nicht einfach eine größere Version des irdischen Polarlichts darstellen.

Was hat Juno unter den Wolken des Jupiter entdeckt?

Eines der wichtigsten Ergebnisse der Mission betrifft die bekannten hellen und dunklen Wolkenbänder des Planeten. Von außen wirken sie zunächst wie Strukturen an der Oberfläche der Atmosphäre. Juno konnte jedoch zeigen, dass die damit verbundenen starken Ost-West-Strömungen weit in den Planeten hinabreichen.

Die Jetstreams reichen ungefähr 3.000 Kilometer tief. Damit wurde deutlich, dass die spektakulären Wolkenmuster nur der sichtbare obere Teil eines wesentlich größeren atmosphärischen Systems sind.

Das Mikrowellenradiometer der Sonde kann zudem unter die obersten Wolkenschichten blicken. Es misst Strahlung aus unterschiedlichen Tiefen der Atmosphäre und liefert dadurch Informationen über Temperatur sowie die Verteilung bestimmter Stoffe.

Gerade diese Fähigkeit macht Juno zu einer besonderen Jupiter-Mission. Während Kameras hauptsächlich zeigen, wie der Planet von außen aussieht, versucht ein großer Teil der wissenschaftlichen Instrumente zu verstehen, was darunter geschieht.

Noch 2025 lieferten Juno-Daten neue Erkenntnisse über die tiefen atmosphärischen Strukturen des Gasriesen. Unter anderem konnten Forscher Modelle der schnellen Strömungen rund um die von Zyklonen beherrschte Nordpolregion verbessern.

Welche Instrumente hat Juno an Bord?

Juno besitzt mehrere Instrumente, die sich gegenseitig ergänzen. Das Microwave Radiometer untersucht die tieferen Schichten der Atmosphäre. Magnetometer vermessen das Magnetfeld. Weitere Detektoren registrieren geladene Teilchen und untersuchen die Magnetosphäre sowie die Polarlichter.

Hinzu kommen ein Ultraviolett-Spektrograph und der Jovian Infrared Auroral Mapper, der vor allem Infrarotstrahlung untersucht. Selbst eine ursprünglich für die Navigation vorgesehene Sternkamera, die Stellar Reference Unit, konnte für wissenschaftliche Beobachtungen eingesetzt werden.

Besonders bekannt wurde jedoch JunoCam. Die Kamera war ursprünglich vor allem für Öffentlichkeitsarbeit und Bildungsprojekte vorgesehen. Sie entwickelte sich zu einem der sichtbarsten Bestandteile der Mission. Ihre Rohbilder werden veröffentlicht und von zahlreichen interessierten Bildbearbeitern und Bürgerwissenschaftlern ausgewertet. Dadurch entstanden die inzwischen berühmten detailreichen Ansichten der turbulenten Jupiterwolken und seiner Pole.

Warum untersucht Juno auch die Jupitermonde?

Nach Abschluss der ursprünglichen Hauptmission im Jahr 2021 wurde Junos Aufgabenbereich erheblich erweitert. Die Sonde sollte nun nicht mehr ausschließlich Jupiter untersuchen, sondern möglichst viel über das gesamte Jupitersystem erfahren.

Dabei ergaben sich außergewöhnliche Begegnungen mit drei der vier großen Galileischen Monde.

Im Juni 2021 flog Juno in nur rund 1.050 Kilometern Entfernung an Ganymed vorbei. Die Gravitation des größten Mondes im Sonnensystem veränderte gleichzeitig Junos Umlaufbahn. Im September 2022 folgte ein enger Vorbeiflug an Europa. Dessen Gravitation verkürzte die Umlaufzeit erneut und bereitete schließlich besonders nahe Begegnungen mit Io vor.

Ende Dezember 2023 und Anfang Februar 2024 kam Juno bis auf etwa 1.500 Kilometer an Io heran. Es waren die engsten Vorbeiflüge einer Raumsonde an dem Vulkanmond seit der Galileo-Mission.

Io ist ein extremer Himmelskörper. Der Mond wird durch die Gravitationskräfte Jupiters und seiner Nachbarmonde ständig verformt. Dabei entsteht im Inneren große Wärme, die einen außergewöhnlich starken Vulkanismus antreibt.

Juno konnte Io nicht nur fotografieren. Das Mikrowellenradiometer wurde eingesetzt, um erstmals Informationen über Temperaturen unterhalb der unmittelbaren Oberfläche zu gewinnen. Die im Juli 2026 veröffentlichten Auswertungen zeigen, wie Wärme aus tieferen Bereichen nach oben transportiert wird und liefern damit neue Hinweise auf die innere Struktur des Mondes.

Hat Juno neue Erkenntnisse über die Größe des Jupiter geliefert?

Auch Jahre nach den eigentlichen Messungen werden Junos Daten weiter ausgewertet. Ein Beispiel dafür wurde Anfang 2026 veröffentlicht.

Forscher analysierten Daten aus 13 Jupiter-Vorbeiflügen und kombinierten sie mit verbesserten Modellen der atmosphärischen Strömungen. Das Ergebnis veränderte die präzisen Angaben zur Gestalt des Planeten: Jupiter ist demnach am Äquator ungefähr acht Kilometer schmaler und an den Polen etwa 24 Kilometer stärker abgeflacht, als vorherige Modelle angenommen hatten.

Bei einem Planeten mit einem Durchmesser von rund 140.000 Kilometern sind diese Unterschiede winzig. Für Modelle seines inneren Aufbaus und seines Schwerefeldes sind solche Präzisierungen jedoch von Bedeutung. Die Ergebnisse erschienen 2026 in der Fachzeitschrift Nature Astronomy.

Das Beispiel zeigt zugleich, warum eine Raumfahrtmission wissenschaftlich nicht mit dem letzten Funkkontakt endet. Ein großer Teil der Forschung beginnt erst mit der jahrelangen Auswertung der gesammelten Daten.

Ist die Juno-Mission noch aktiv?

Hier ist der aktuelle Stand etwas ungewöhnlich. Die verlängerte Mission war ursprünglich bis September 2025 vorgesehen. Auf ihrer zuletzt aktualisierten Missionsseite führt die NASA Juno im Juli 2026 weiterhin als aktive Mission. Gleichzeitig enthält die Seite noch die ältere Angabe, dass die Untersuchungen bis September 2025 vorgesehen waren.

Neue wissenschaftliche Veröffentlichungen aus dem Jahr 2026 zeigen in jedem Fall, dass die Mission wissenschaftlich weiterhin hochaktuell ist. Dabei werden sowohl bereits früher gewonnene Messungen als auch umfangreiche Datensätze der verlängerten Missionsphase ausgewertet. Im Juli 2026 veröffentlichte das Jet Propulsion Laboratory beispielsweise neue Ergebnisse über das Innere von Io auf Grundlage der engen Vorbeiflüge von 2023 und 2024.

Eine einfache Aussage wie „Juno ist seit September 2025 beendet“ wäre deshalb nach dem derzeit veröffentlichten NASA-Stand nicht korrekt. Die NASA selbst bezeichnet Juno weiterhin als aktive Mission, während ältere Planungsangaben zum vorgesehenen Missionsende noch nicht vollständig aus den Informationsseiten entfernt wurden.

Was passiert am Ende mit Juno?

Eine Raumsonde im Jupitersystem kann nicht einfach unbegrenzt weiterarbeiten. Treibstoff, Strahlenschäden und technische Alterung setzen Grenzen. Ursprünglich war vorgesehen, Juno am Ende seiner Mission kontrolliert in die Jupiteratmosphäre zu lenken. Durch die während der erweiterten Mission veränderten Umlaufbahnen hat sich diese Situation jedoch verändert.

Nach dem inzwischen veröffentlichten Missionsplan soll die Bahn langfristig auf natürliche Weise zerfallen, sodass Jupiter die Sonde schließlich in seine Atmosphäre zieht und sie dort zerstört. Damit soll zugleich verhindert werden, dass ein irdisches Raumfahrzeug irgendwann unkontrolliert auf einen der potenziell interessanten Jupitermonde gelangt.

Planetarer Schutz spielt im Jupitersystem eine besondere Rolle. Vor allem Europa gilt wegen des globalen Ozeans unter seiner Eiskruste als eines der interessantesten Ziele bei der Suche nach möglicherweise lebensfreundlichen Umgebungen außerhalb der Erde.

Warum ist Juno für die Jupiterforschung so wichtig?

Juno hat Jupiter von einem bekannten Gasriesen zu einem deutlich komplizierteren Planeten gemacht. Seine Wolkenbänder reichen tief hinab, seine Pole werden von riesigen Zyklonsystemen beherrscht, sein Magnetfeld ist ungewöhnlich komplex und seine Atmosphäre besitzt Strukturen, die aus der Entfernung kaum zu erkennen sind.

Gleichzeitig wurde aus der Jupiter-Mission eine Expedition durch einen beträchtlichen Teil seines Mondsystems. Ganymed, Europa und besonders Io konnten aus Entfernungen untersucht werden, die ursprünglich gar nicht im Zentrum der Mission standen.

Damit bildet Juno auch eine Brücke zur nächsten Generation der Jupiterforschung. Die NASA-Sonde Europa Clipper befindet sich bereits auf dem Weg zum Jupitersystem und soll Europa ab 2030 aus zahlreichen Vorbeiflügen untersuchen. Die europäische Raumsonde Juice soll Jupiter 2031 erreichen und sich anschließend besonders den großen Eismonden widmen. Junos Messungen des Strahlungsumfelds, der Magnetosphäre und der Monde liefern dafür wertvolle Grundlagen.

Junos vielleicht größte Leistung besteht deshalb nicht in einem einzelnen spektakulären Fund. Die Sonde hat über Jahre hinweg Schicht für Schicht einen Planeten sichtbar gemacht, von dem wir zuvor vor allem die Wolken kannten. Selbst nach einem Jahrzehnt im Jupiterorbit werden aus ihren Messungen noch neue Details gewonnen.

Juno sollte herausfinden, was sich hinter Jupiters Wolken verbirgt. Inzwischen wissen wir vor allem eines: Hinter diesen Wolken steckt ein wesentlich komplexerer Planet, als selbst die Forscher vor dem Start der Mission erwartet hatten.

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Quellen
▪︎ NASA Science – Juno Mission
▪︎ NASA Jet Propulsion Laboratory – Juno Mission
▪︎ Southwest Research Institute – Mission Juno
▪︎ NASA / Jet Propulsion Laboratory – Juno Takes Temperature of Jupiter’s Fiery Moon Io
▪︎ NASA / Southwest Research Institute – Juno Mission Gets Under Jupiter’s and Io’s Surface
▪︎ NASA Science / Weizmann Institute of Science – Juno Mission Redefines Size and Shape of Jupiter
▪︎ Nature Astronomy – Präzisionsbestimmung von Jupiters Form und Abmessungen anhand von Juno-Daten