Juice spala się mocno w kierunku pierwszego w historii przelotu Ziemia-Księżyc
Należąca do ESA sonda Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) wystartowała z europejskiego kosmodromu w Gujanie Francuskiej 14 kwietnia 2023 roku. Jego misją jest przeprowadzenie szczegółowych obserwacji gazowego olbrzyma i jego trzech dużych, oceanicznych księżyców - Ganimedesa, Kallisto i Europy. Jednak Juice rozpocznie swoje badania nad naturą i możliwościami zamieszkania układu Jowisza dopiero w 2031 roku. Dlaczego dotarcie do Jowisza zajmuje tak dużo czasu? Cóż, krótka odpowiedź brzmi, że ma to mniej wspólnego z odległością między Ziemią a Jowiszem, a więcej z walką z ogromnym przyciąganiem grawitacyjnym Słońca, gdy wyruszasz na zewnątrz Układu Słonecznego. Misje do gigantycznych planet gazowych, takie jak Juice, Europa Clipper, Galileo czy Juno, byłyby niewiele więcej niż gigantycznymi zbiornikami paliwa, gdyby musiały samodzielnie przechowywać całą energię potrzebną do pokonania grawitacji Słońca. Zamiast tego wykorzystują manewry "wspomagania grawitacyjnego" lub "przelotu", aby uzyskać energię, przechodząc przez silne pola grawitacyjne różnych planet po drodze. Pierwszy impuls Juice będzie pochodził z jego macierzystej planety, kiedy powróci na Ziemię w sierpniu 2024 r., ponad rok po starcie. W rzeczywistości, w pierwszym w swoim rodzaju przelocie, Juice najpierw minie Księżyc, aby dać mu dodatkowego kopa i sprawić, że przelot nad Ziemią, który odbędzie się 1,5 dnia później, będzie jeszcze bardziej efektywny. Ale nawet z tym dodatkowym impulsem, aby jak najlepiej wykorzystać asystę grawitacyjną, Juice musi dotrzeć do układu Ziemia-Księżyc dokładnie we właściwym czasie, z właściwą prędkością i podróżując we właściwym kierunku. Właśnie w tym celu wykonano dzisiejszy manewr. W dniu 17 listopada, o godzinie 16:10 (CET), główny silnik Juice wykonał spalanie, które trwało około 43 minut. "Ten manewr zużył około 363 kg paliwa - czyli prawie dokładnie 10% z 3650 kg paliwa, z którym Juice wystartował" - mówi Julia Schwartz, inżynier dynamiki lotu w centrum kontroli misji ESA ESOC w Niemczech. Jest to jak dotąd największy manewr Juice. Do dnia dzisiejszego Juice zużył jedynie około 10 kg paliwa - głównie w ramach serii krótkich spaleń, które pomogły uwolnić zablokowaną antenę RIME. "Była to pierwsza część dwuczęściowego manewru mającego na celu ustawienie Juice na prawidłowej trajektorii do spotkania z Ziemią i Księżycem latem przyszłego roku. To pierwsze wypalenie wykonało 95% pracy, zmieniając prędkość Juice o prawie 200 m/s" - dodaje Julia. "Juice jest jednym z najcięższych międzyplanetarnych statków kosmicznych, jakie kiedykolwiek wystrzelono, o łącznej masie około 6000 kg, więc osiągnięcie tego wymagało dużej siły i dużej ilości paliwa". "Za kilka tygodni, po przeanalizowaniu nowej orbity Juice, przeprowadzimy drugą, znacznie mniejszą część manewru. Podzielenie manewru na dwie części pozwoli nam wykorzystać drugie odpalenie silnika do wyeliminowania wszelkich niedokładności pierwszego". Dodatkowy, znacznie mniejszy manewr z wykorzystaniem mniejszych silników Juice może zostać przeprowadzony w maju 2024 r. w celu ostatecznego dostrojenia podczas zbliżania się do Ziemi. W przypadku misji odbywającej ośmioletnią podróż, spalenie 10% rezerwy paliwa w ciągu zaledwie 43 minut może wydawać się szalone. Ale zainwestowanie całego tego paliwa teraz opłaci się w nadchodzących latach. "Jeśli wszystko pójdzie dobrze z obiema częściami tego manewru, prawdopodobnie nie będziemy musieli ponownie używać głównego silnika, dopóki nie wejdziemy na orbitę wokół Jowisza w 2031 roku" - mówi Ignacio Tanco, kierownik operacyjny statku kosmicznego Juice. "W przypadku niewielkich korekt trajektorii do tego czasu będziemy używać mniejszych silników Juice". Nie oznacza to jednak, że między chwilą obecną a przybyciem Juice do Jowisza nie wydarzy się nic ciekawego. Wręcz przeciwnie, ta podróż jest interesująca, ponieważ pozwala Juice dotrzeć do Jowisza bez ponownego odpalania głównego silnika, zmniejszając ilość paliwa potrzebnego statkowi kosmicznemu i umożliwiając zapakowanie go w instrumenty naukowe. Po podwójnym przelocie Ziemia-Księżyc w 2024 r. (znanym jako Lunar-Earth Gravity Assist; LEGA), Juice wykona najpierw jeden przelot Wenus w 2025 r. i dwa kolejne przeloty Ziemi w 2026 i 2029 r. (oba bez dodatkowego doładowania z Księżyca). "Dzisiejszy manewr zapewni, że Juice dotrze do układu Ziemia-Księżyc w odpowiednim czasie w przyszłym roku na podwójne przeloty" - dodaje Ignacio. "A dzięki sprytnej trajektorii zaprojektowanej przez nasz zespół ds. analizy misji, ten przelot ustawi go niemal idealnie w jednej linii z pozostałymi, bez konieczności ponownego uruchamiania głównego silnika". Z każdym przelotem statek kosmiczny zyska więcej energii, niż można by uzyskać spalając rozsądną ilość paliwa - energii, która pomoże mu wznieść się w kierunku Jowisza wbrew przyciąganiu grawitacji Słońca. "To było bardzo ważne, abyśmy przeprowadzili ten manewr dzisiaj. W przeciwnym razie koszt - ilość paliwa, jaką musielibyśmy spalić, aby osiągnąć nową orbitę - zacząłby gwałtownie rosnąć" - mówi Ignacio. Dzisiejsze spalanie dało również zespołom możliwość upewnienia się, że główny silnik Juice działa poprawnie. Został on po raz pierwszy przetestowany wkrótce po starcie, ale do dziś nie był używany do tak dużego manewru w przestrzeni kosmicznej. "Było kilka rzeczy, których nie mogliśmy przetestować wcześniej. Na przykład, mieliśmy tylko szacunkowe dane na temat tego, jak ciecz w zbiornikach paliwa będzie się przemieszczać podczas przyspieszania statku kosmicznego. Jest to bardzo ważne, aby wiedzieć dokładnie, ponieważ jeśli paliwo zachowuje się inaczej niż się spodziewamy, może to spowodować, że statek kosmiczny zboczy z kursu podczas spalania. Dlatego uważnie monitorujemy sytuację". Następnym razem, gdy Juice będzie musiał bezwzględnie odpalić swój główny silnik, będzie "wejście na orbitę Jowisza" w 2031 roku. Jest to najważniejszy manewr, który będzie nadzorowany przez zespoły ESOC. Zaledwie 13 godzin po minięciu Ganimedesa i wejściu do układu Jowisza, statek kosmiczny będzie musiał zwolnić o około 1 km/s, czyli pięciokrotnie więcej niż obecnie. "To sprawia, że dzisiejszy manewr jest również ważnym testem dla wejścia w układ Jowisza - im szybciej dowiemy się, czy mamy jakiekolwiek problemy z głównym silnikiem, tym lepiej" - mówi Ignacio. Po wejściu na orbitę wokół gazowego giganta, Juice może rozpocząć eksplorację układu Jowisza. Zespoły ESOC przeprowadzą Juice przez serię 35 przelotów nad księżycami oceanicznymi. Podczas gdy kiedyś przeloty odbywały się raz w roku, na Jowiszu będą one przeprowadzane raz na dwa tygodnie. Te zbliżenia lodowych księżyców pozwolą statkowi kosmicznemu i naukowcom na Ziemi zebrać dane potrzebne do lepszego zrozumienia tych tajemniczych obcych światów. Chcesz dowiedzieć się więcej o tym, jak Juice został wymyślony, zaprojektowany, skonstruowany i wystrzelony? Pełnometrażowy film "The Making of Juice" ma swoją premierę na kanale YouTube ESA o godzinie 18:00 czasu środkowoeuropejskiego 23 listopada 2023 roku. Aby uzyskać regularne informacje na temat misji, śledź @ESA_JUICE, @esaoperations i @ESAJuiceBar na X. Dziękujemy za polubienie Polubiłeś już tę stronę, możesz ją polubić tylko raz!
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
