Європейське космічне агентство (ESA) готується до чергового ключового етапу місії Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE). 28 вересня 2026 року космічний апарат знову пролетить повз Землю, використовуючи її гравітацію для зміни швидкості та напрямку свого руху. Цей маневр, відомий як гравітаційний асист, є критично важливим для успішного досягнення Юпітера та дослідження його крижаних супутників.
Складна подорож до зовнішньої Сонячної системи
Досягнення зовнішніх планет Сонячної системи – завдання не з легких. Місія JUICE стартувала майже 3,5 роки тому, у квітні 2023 року, з космодрому в Гвіанському космічному центрі. З того часу команда управління польотами на Землі успішно спрямовувала апарат, забезпечивши йому перший в історії політ повз Місяць та Землю, що дозволило скоротити шлях до Юпітера через Венеру. Наступний проліт повз Венеру ще більше скоригував орбіту JUICE та надав йому додаткового прискорення.
Проте, попереду ще довгий шлях. Щоб уникнути потреби у величезній кількості палива для виходу на фінальну траєкторію, JUICE здійснить ще два прольоти повз Землю. 28 вересня 2026 року апарат наблизиться до нашої планети на відстань 8640 км. Ця взаємодія дозволить йому вийти на курс для фінального гравітаційного асисту від Землі у січні 2029 року, що забезпечить оптимальний шлях для перехоплення Юпітера у липні 2031 року.
Наступний проліт повз Землю змінить траєкторію космічного апарата приблизно на 20 градусів і збільшить його швидкість приблизно на 3,5 км/с. Найближче наближення відбудеться над Індійським океаном о 13:45 CEST (11:45 UTC). За 15-30 хвилин до цього JUICE пройде над Австралією, рухаючись з північного сходу країни на північний захід. Аматорські астрономи, оснащені відповідними телескопами або біноклями, матимуть шанс спостерігати за ним.
Чому гравітаційні асисти – це розумно?
Може виникнути питання: чому б просто не полетіти прямо до Юпітера, а потім різко загальмувати? Такий варіант був би значно швидшим, але вимагав би надпотужної ракети-носія та неймовірної кількості палива для набору необхідної швидкості. Додатково, знадобилася б ще більша кількість палива, щоб запобігти пролітанню повз Юпітер.
Натомість, команда управління польотами розробила витончену стратегію, яка максимально використовує гравітаційні можливості планет. Завдяки Землі, Місяцю та Венері, JUICE набирає швидкість і коригує свою траєкторію майже без додаткових витрат палива. Це означає, що у апарата залишиться достатньо запасів для виходу на орбіту Юпітера у 2031 році, а потім – на орбіту його гігантського супутника Ганімеда у 2034 році.
Забезпечення успіху: навігаційна кампанія та виклики
Для гарантування точності прольоту, навігаційна кампанія розпочалася 17 серпня. Було передбачено шість часових вікон для внесення дрібних коректив до траєкторії JUICE, щоб він досяг потрібного кута та швидкості для оптимального гравітаційного асисту. «До цього моменту був потрібен лише один маневр за чотири тижні до події», – розповідає Анджела Дітц, керівниця операцій космічного апарата JUICE. «Він був відносно невеликим, але надзвичайно ефективним. Він поставив JUICE у правильне місце для прольоту. Наша команда з динаміки польотів зробила дивовижну роботу, щоб підготувати його! »
О 08:00 CEST 28 вересня, оператори будуть готові до виконання фінального екстреного маневру для виправлення критичних навігаційних помилок або уникнення зіткнення з іншими супутниками. Проте, за сприятливих обставин, цей маневр не знадобиться.
Наступний проліт повз Землю ставить перед командою додаткове завдання. Незадовго до найближчого наближення, з 21:24 CEST 27 вересня до 06:03 CEST 28 вересня, JUICE перебуватиме в тіні Землі. Відсутність сонячного світла означатиме, що апарат працюватиме виключно від акумуляторів. Щоб уникнути повного розряду, команда пріоритезуватиме найважливіші наукові спостереження під час цього періоду.
Бонусні наукові дослідження
Як і під час прольоту повз Місяць та Землю у 2024 році, 10 наукових приладів JUICE будуть увімкнені для збору даних про Землю та Місяць у період з 23 вересня по 3 жовтня. Це чудова нагода для команд приладів калібрувати своє обладнання та готувати інструменти для аналізу даних, які будуть зібрані біля Юпітера та його крижаних супутників.
«Всі прольоти є ризикованими, вимагають ретельного планування та постійного моніторингу. Але майбутній проліт повз Землю є набагато простішим з операційної точки зору, ніж проліт 2024 року, коли проліт повз Місяць готував JUICE до прольоту повз Землю наступного дня», – зазначає Клер Валлат, головний науковий співробітник проєкту JUICE. «Це чудова новина для науки, оскільки це означає, що ми зможемо повертати JUICE у різних напрямках, щоб націлювати його наукові прилади на різні частини Землі та Місяця».
Цікавим науковим аспектом цього прольоту є те, що JUICE проведе кілька днів у хвості магнітного поля Землі. Розтягнутий від Сонця, як вітровий мішок, цей «магнітохвіст» є складною структурою, створеною зарядженими частинками, що летять до нас від Сонця. JUICE, ймовірно, отримає дуже цікаві вимірювання магнітного поля, які згодом можна буде поєднати з даними місії Smile Європейсько-Китайського співробітництва. Тим часом, навігаційна камера JUICE, яка допоможе апарату орієнтуватися навколо супутників Юпітера, використає нагоду, щоб націлитися на горизонт нашого Місяця. Зроблені зображення допоможуть протестувати нову техніку для підвищення точності оптичної навігації. Дві бортові камери JUICE будуть робити фотографії протягом усього прольоту, які будуть опубліковані через соціальні мережі та вебсайт ESA. Останні зображення цієї події будуть зроблені 29 вересня. «Юнона» Землі: Космічний апарат JUICE використає гравітацію планети для третього «поштовху» на шляху до Юпітера читайте на сайті HiTech. Expert.