JIRAMSystem do mapowania zórz polarnych w podczerwoni (Jupiter Infrared Auroral Mapper - JIRAM) jest spektrometrem obrazującym. Podstawowymi celami naukowymi instrumentu są: wykonanie sondowania wyższej atmosfery Jowisza (na poziomie ciśnienia 5 - 7 barów) poprzez obrazowanie i spektrometrię w podczerwieni, w zakresie 2 - 5 um; badania dynamiki i chemizmu zórz polarnych; badania struktury i pochodzenia gorących plam w troposferze; oraz badania konwekcji pary wodnej. Badany region atmosfery jest bogaty w wodę i tlen. Ma duże znaczenie dla transportu energii poprzez tworzenie chmur i konwekcyjne ruchy pary wodnej. Możliwość obrazowania, spektrometrii, oraz uzyskiwania obrazów multispektralnych daje dużą elastyczność i możliwość stosowania odpowiedniego trybu operacyjnego na różnych etapach misji. Instrument pozwala też na badania dynamiki i chemizmu regionów zórz polarnych i ich związków z magnetosferą planety.
Instrument może obrazować zorze polarne przy długości fali 3.4 um, gdzie silna jest emisja jonu H3+. Emisja w tym zakresie jest intensywna w regionach polarnych Jowisza. Długość fali 3.4 um pokrywa region silnej absorpcji metanu. Dzięki temu instrument może obrazować magnetosferę Jowisza z dużym współczynnikiem sygnał/szum, ponieważ tarcza planety jest ciemna w tym zakresie z powodu obecności metanu w atmosferze. Jon H3+ jest tworzony w podstawie egzosfery Jowisza podczas reakcji H2+ + H2 —> H3+ + H. Wodór cząsteczkowy jest jonizowany przez cząstki energetyczne spadające na atmosferę Jowisza z jego magnetosfery. Zorze na Jowiszu są zasilane energią uzyskiwaną głównie z rotacji planety, ale dużą rolę ogrywa tutaj również magnetosfera. Badania zórz na Jowiszu dostarczą nowych informacji na temat mniej energetycznych zjawisk tego typu na Ziemi, a także dostarczą danych dla modeli zórz na planetach pozasłonecznych.
Jowisz emituje promieniowanie ze swojego wnętrza, co jest szczególnie silne przy 5 μm. Jednak obecność metanu, pary wodnej, amoniaku i fosfiny PH3 moduluje przenikanie tego promieniowania przez atmosferę pozostawiając sygnatury absorpcyjne. W atmosferze istnieją jednak miejsca nazywane gorącymi plamami, w których emisja wewnętrzna jest silna. Jest to spowodowane lokalną przejrzystością górnej części atmosfery (wywołaną brakiem amoniaku i wody a także małą ilością chmur), przez co w paśmie 4 - 5 um widoczne są jej wewnętrzne części, do głębokości około 8 barów. JIRAM będzie mógł wykonać badania takich gorącym plam w celu określenia ich struktury pionowej i struktury przestrzennej. Zostanie to osiągnięte poprzez ich obserwację w funkcji długości fali oraz obserwacje ich głębszych części w których suche powietrze z plamy miesza się z powietrzem wilgotnym. Dzięki temu możliwe będzie przetestowanie teorii ich powstawania. Ponadto będzie to miało znaczenie dla poznania mechanizmu transportu energii i kondensatów na Jowiszu.
Instrument pozwoli też na badania troposfery Jowisza (zakres 1 - 10 barów), obejmującej jego powierzchnię optyczną złożoną głownie z chmur amoniakalnych. W regionie tym dominującym kondensatem jest woda, a natura transportu konwekcyjnego jest tutaj inna niż poniżej i powyżej troposfery. Występująca w regionie tym konwekcja pary wodnej jest głównym mechanizmem przekształcającym energię cieplną z wnętrza Jowisza na energię kinetyczna atmosfery. Instrument pozwoli na mierzenie promieniowania cieplnego w zakresie 4 - 5 um i mapowanie dzięki temu konwekcji pary wodnej, określenie zawartości wody, oraz określenie obfitości innych związków chemicznych na poziomie chmur wodnych. Instrument pozwoli na obrazowanie typowych systemów konwekcyjnych z chmurami wodnymi o wielkości 4000 kilometrów w obrębie burz z rozdzielczością przestrzenną 10 kilometrów. Spektroskopowe obserwacje w setkach kanałów pozwolą na badania konwekcji pary wodnej z bardzo wysoką rozdzielczością pionową i poziomą.
Instrument uzupełni badania zórz polarnych i dynamiki atmosfery wykonywane przy pomocy instrumentów MWR, PMS/JADE, PMS/JEDI, PMS/UVS i MAG.
Masa instrumentu wynosi 14.10 kg, a szybkość transmisji danych 100 mbps. W skład instrumentu wchodzi głowica optyczna (Optical Head) oraz jednostka obróbki danych (JIRAM Digital Processing Unit - JIRAM-DPU). Elektronika instrumentu, podobnie jak jego głowica zostały umieszczone poza osłoną przecinko promieniowaniu tworzoną przez panele zewnętrzne sondy. Pole widzenia ma wymiary 3.66 x 6.24 stopnia. Dla spektrometrii rozdzielczość spektralna wynosi 10 nm, a pole widzenia IFOV ma wymiary 250 x 250 urad. Instrument przy obrazowaniu może osiągnąć maksymalną rozdzielczość przestrzenną 17 kilometrów na piksel. Morze obrazować region polarny z wysoką rozdzielczością przestrzenną 20 - 100 kilometrów na piksel, a obrazy mogą objąć do 20% regionu zórz. Obrazowanie gorących plam może być wykonywane z rozdzielczością 300 - 900 kilometrów na piksel, a obraz morze objąć region o szerokości 60 000 kilometrów. W zależności od orbity sondy i szybkości telemetrii mogą być uzyskiwane jednocześnie obrazy i spektrogramy, tylko obrazy, lub tylko spektrogramy.
Głowica instrumentu zawiera układ optyczny (Optical System) oraz system płaszczyzny ogniskowej (Focal Plane Assembly - FPA) z detektorami. Projekt optyczny instrumentu pozwala na wykorzystanie jednego teleskopu zarówno do spektrometrii jak i obrazowania jednocześnie. Instrument może mierzyć jasność spektralną w centralnej części uzyskiwanego obrazu. Układ optyczny nie zawiera części ruchomych za wyjątkiem zwierciadła znoszącego ruch obrotowy sondy. Wykorzystywany jest teleskop odbiciowy o aperturze 47 milimetrów oraz spektrometr z siatką dyfrakcyjną w konfiguracji Littrowa. Dwa dublety dioptryczne pozwalają na skorygowanie abberacji zarówno w teleskopie jak i w ścieżce optycznej spektrometru. Podczas projektowania układu optycznego brano pod uwagę głównie zminimalizowanie jego wielkości bez zmniejszania osiągów.
FPA zawiera system detektorów złożony z dwóch oddzielnych detektorów w podstacji macierzy czułych na podczerwień HgCdTe ustawione w płaszczyźnie ogniskowej teleskopu. Każdy detektor ma wymiary 250 x 436 pikseli. Szczytowa efektywność kwantowa wynosi ponad 50%. Detektory pracują w temperaturze poniżej 100K. Jeden z detektorów służy do spektrometrii, a drugi do obrazowania. Zastosowanie dwóch detektorów było konieczne z uwagi na rotację sondy. Uzyskanie obrazu multispektralnego jest możliwe przy użyciu pojedynczego dwuwymiarowego detektora i ruchu orbitalnego sondy, ale rotacja czyni to bardzo trudnym. Ponadto obrazowanie wymaga krótszego czasu ekspozycji, co może zostać lepiej dopasowane do krótkiego czasu na uzyskanie obrazu, wymuszonego przez szybką rotację sondy, ruch orbitalny sondy, oraz rotację planety. Czas ekspozycji na detektorze używanym do spektrometrii może natomiast być znacznie zwiększony, ponieważ nieistotne jest rozmazanie rzutowanego na nim obrazu. Oba detektory są oświetlane przez pojedynczy teleskop dzięki zastosowaniu rozdzielacza wiązki. Powiększenie spektrometru jest jednostkowe, więc na obu detektorach może być osiągnięta ta sama skala przestrzenna.
Jednostka elektroniki JIRAM-DPU ma postać zintegrowanego modułu zawierającego zarówno elektronikę odzyskiwania informacji z detektorów, elektronikę główną (Central Processing Unit - CPU), jak również elektronikę sterującą zwierciadłem znoszącym ruch obrotowy. Dzięki temu cała elektronika instrumentu z wyjątkiem detektorów została umieszczona w ekranowanym środowisku.
Konstrukcja instrumentu JIRAM jest oparta na spektrometrach VIRITIS sond Rosetta i Venus Express oraz VIR sondy Dawn. Pierwszym spektrometrem tego typu był kanał światła widzialnego instrumentu VIMS sondy Cassini. JIRAM to drugi spektrometr obrazujący który znajdzie się na orbicie Jowisza (po instrumencie NIMS sondy Galileo pracującym w zakresie 0.7 - 5.2 um), i pierwszy włoskim instrument na orbiterze tej planety. W stosunku do INMS JIRAM charakteryzuje się rozdzielczością przestrzenną i spektralna lepszą o czynnik 2.
Instrument został dodany do projektu po wyborze misji i nie musi spełniać wszystkich wymogów stawianych innym instrumentom. Podobnie jak kamera JunoCam charakteryzuje się obniżoną tolerancją na promieniowanie. JIRAM został opracowany na Narodowym Instytucie Astrofizyki Włoch (Italian National Institute for Astrophysics) i sfinansowany przez włoska agencję kosmiczną ASI. Głównym konstruktorem jest Galileo Avionica.
Instrument JIRAM - grafika głowicy optycznej.
Instrument JIRAM - grafika DPU.
Instrument JIRAM - konfiguracja optyki.