Sonda Juice wraca w pobliże Ziemi! Wykorzysta trzecią asystę grawitacyjną w drodze na Jowisza!
Sonda Jupiter Icy Moons Explorer powróci w pobliże Ziemi 28 września. Kontrolerzy lotu pokierują ją tak, aby wykorzystała grawitację naszej planety do zmiany prędkości i kierunku lotu w drodze na Jowisza.
Dotarcie statku kosmicznego na obrzeża Układu Słonecznego nie jest łatwym zadaniem. Podróż sondy Juice rozpoczęła się prawie 3,5 roku temu, wraz ze startem z europejskiego kosmodromu w Gujanie Francuskiej w kwietniu 2023 roku.
Od tego czasu kontrolerzy lotu na Ziemi przeprowadzili pierwszy w historii przelot sondy obok Księżyca i Ziemi. Manewr pozwolił Juice skrócić drogę do Jowisza przez Wenus. Następnie sonda przeleciała obok Wenus, co zakrzywiło jej orbitę i nadało jej nieco większą prędkość.
Przed sondą wciąż jednak długa droga. Aby uniknąć konieczności wykorzystania ogromnych ilości paliwa do wejścia na właściwą trajektorię, Juice wykona jeszcze dwa przeloty obok Ziemi. 28 września 2026 roku sonda zbliży się do naszej planety na odległość 8640 km. Manewr przygotuje ją do ostatniego przelotu obok Ziemi w styczniu 2029 roku. Ten z kolei pozwoli sondzie znaleźć się na optymalnej trajektorii umożliwiającej dotarcie do Jowisza w lipcu 2031 roku.
Wrześniowy przelot odchyli trajektorię sondy o około 20 stopni i zwiększy jej prędkość o około 3,5 km/s. Najbliższe zbliżenie nastąpi nad Oceanem Indyjskim o godzinie 13:45 czasu środkowoeuropejskiego letniego, czyli 11:45 UTC.
Od 15 do 30 minut przed największym zbliżeniem Juice przeleci nad Australią, przemieszczając się z północno-wschodniej części kraju na północny zachód. Astronomowie amatorzy, korzystając z odpowiedniego teleskopu lub lornetki, mogą być w stanie śledzić jego trajektorię.
Dlaczego Juice potrzebuje asysty grawitacyjnej?
Dlaczego sonda nie może po prostu polecieć prosto na Jowisza, a następnie zahamować po dotarciu na miejsce? Taka podróż byłaby znacznie szybsza, ale wymagałaby ogromnej rakiety i niewyobrażalnej ilości paliwa, aby rozpędzić sondę do odpowiedniej prędkości. Potrzebne byłyby także duże ilości paliwa, aby zapobiec przelotowi Juice obok Jowisza po dotarciu w jego pobliże.
Zamiast tego kontrolerzy lotu opracowali strategię wykorzystującą planety i ich grawitację. Dzięki Ziemi, Księżycowi i Wenus Juice może zwiększać prędkość i dostosowywać trajektorię lotu.
Oznacza to, że sonda będzie miała jeszcze dużo paliwa w zbiornikach, aby wejść na orbitę wokół Jowisza w 2031 roku, a następnie na orbitę wokół jego największego księżyca, Ganimedesa, w 2034 roku.
Kontrolerzy przygotowują sondę do przelotu
To, co operatorzy statku kosmicznego nazywają „kampanią nawigacyjną”, rozpoczęło się 17 sierpnia. Wyznaczono sześć przedziałów czasowych – w tym cztery tygodnie, dwa tygodnie, tydzień i trzy dni przed przelotem – na wprowadzenie drobnych korekt trajektorii Juice. Mają one zapewnić sondzie odpowiedni kąt i prędkość, pozwalające na optymalne wykorzystanie asysty grawitacyjnej.
– Do tej pory wystarczył jeden manewr w czasie minus czterech tygodni. Był on stosunkowo niewielki, ale niezwykle skuteczny. Umieścił Juice w idealnym miejscu do przelotu. Nasz zespół ds. dynamiki lotu wykonał niesamowitą pracę, przygotowując go! – powiedziała Angela Dietz, kierownik ds. operacji statku kosmicznego Juice.
O godzinie 8:00 czasu środkowoeuropejskiego letniego 28 września kontrolerzy lotu będą gotowi do wykonania ostatniego manewru awaryjnego. Ma on umożliwić skorygowanie krytycznych błędów nawigacyjnych lub uniknięcie kolizji z innymi satelitami. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, manewr nie będzie potrzebny.
Przelot wiąże się także z dodatkowym wyzwaniem. Tuż przed największym zbliżeniem, od godziny 21:24 czasu środkowoeuropejskiego letniego 27 września do 6:03 28 września, sonda Juice znajdzie się w cieniu Ziemi. Brak światła słonecznego oznacza, że będzie zasilana wyłącznie z baterii. Aby uniknąć ich całkowitego rozładowania, zespół będzie w tym czasie traktował priorytetowo najważniejsze obserwacje prowadzone za pomocą instrumentów naukowych sondy.
Przelot będzie także okazją do badań
Podobnie jak podczas przelotu Księżyca obok Ziemi w 2024 roku, 10 instrumentów naukowych sondy Juice zostanie włączonych w celu zbierania danych o Ziemi i Księżycu między 23 września a 3 października.
To okazja dla zespołów badawczych do zbierania i analizowania danych z rzeczywistej powierzchni w kosmosie. Dzięki kalibracji instrumentów i przygotowaniu narzędzi do analizy danych zespoły będą gotowe do pozyskiwania danych naukowych dotyczących Jowisza i jego lodowych księżyców.
– Wszystkie przeloty są ryzykowne i wymagają bardzo starannego planowania oraz ciągłego monitorowania. Jednak zbliżający się przelot obok Ziemi jest znacznie prostszy z operacyjnego punktu widzenia niż przelot Księżyc-Ziemia w 2024 roku, kiedy to przelot obok Księżyca umożliwił Juice przelot obok Ziemi następnego dnia. To wspaniała wiadomość dla nauki, ponieważ oznacza to, że będziemy mogli kierować satelitę Juice w różnych kierunkach i kierować jego instrumenty naukowe w różne strony Ziemi i Księżyca – mówi Claire Vallat, naukowiec projektu Juice.
Jednym z interesujących aspektów naukowych tego przelotu będzie pobyt sondy przez kilka dni w ogonie ziemskiego pola magnetycznego. Ten „ogon magnetyczny”, rozciągnięty od Słońca niczym rękaw wiatrowy, jest złożoną strukturą utworzoną przez naładowane cząstki docierające ze Słońca. Juice prawdopodobnie uzyska interesujące pomiary pola magnetycznego, które później będzie można połączyć z danymi z europejsko-chińskiej misji Smile.
Tymczasem kamera nawigacyjna Juice, która ostatecznie pomoże statkowi kosmicznemu w nawigacji wokół księżyców Jowisza, wykorzysta okazję, aby skierować ją w stronę horyzontu Księżyca. Wykonane przez nią zdjęcia pozwolą przetestować nową technikę poprawiającą dokładność nawigacji optycznej.
Dwie kamery monitorujące na pokładzie Juice będą wykonywać zdjęcia podczas przelotu, które zostaną udostępnione w mediach społecznościowych i na stronie internetowej Europejskiej Agencji Kosmicznej. Ostatnie zdjęcia z tego wydarzenia zostaną wykonane 29 września.
Źródło: Europejska Agencja Kosmiczna
Czytaj też: To będzie przełom w łączności z orbity! Powstanie nowy satelita geostacjonarny!
Grafika tytułowa: Planet Volumes / Unsplash
