Γιατί θα χρειαστούν 8 χρόνια για να φτάσει το ευρωπαϊκό διαστημόπλοιο JUICE στον Δία;
Το JUICE, που θα εκτοξευθεί την Πέμπτη (13 Απριλίου), θα ξεκινήσει ένα οκταετές ταξίδι στον Δία, με το διαστημόπλοιο να αναμένεται να φτάσει στον γίγαντα του φυσικού αερίου τον Ιούλιο του 2031.
Το διαστημόπλοιο της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος (ESA) θα παρακολουθεί Ζεύς Και τρία από τα μεγάλα φεγγάρια του που περιβάλλουν τον ωκεανό – ο Γανυμήδης, η Καλλιστώ και Ευρώπη Περιγράψτε το σύστημα Jovian με μεγάλη λεπτομέρεια.
Ο Δίας περιστρέφεται, στη μέση (Ανοίγει σε νέα καρτέλα)Και Είναι περίπου 444 εκατομμύρια μίλια (715 εκατομμύρια χιλιόμετρα) από τη Γη, επομένως είναι ξεκάθαρα κάτι περισσότερο από ένα άλμα, πηδήξτε και πηδήξτε στον γιγάντιο πλανήτη. Αλλά άλλες αποστολές έχουν κάνει το ταξίδι από τη Γη στον Δία πολύ πιο γρήγορο από αυτό χυμός θα.
Σχετίζεται με: Γεγονότα για την αποστολή JUICE Jupiter στην Ευρώπη
Όπως αποδεικνύεται, ένας από τους κύριους παράγοντες που υπαγορεύουν το χρόνο ταξιδιού στον Δία είναι αν το διαστημόπλοιο θα πετάξει δίπλα στον γίγαντα του αερίου ή θα μπει σε τροχιά σε μια σχετικά μακροχρόνια αποστολή.
Το πρώτο διαστημόπλοιο που ταξίδεψε από τη Γη στον Δία ήταν η NASA Pioneer 10, που εκτοξεύτηκε στις 3 Μαρτίου 1972 και πέταξε πάνω από τον Δία στις 3 Δεκεμβρίου 1973, πράγμα που σημαίνει ότι έφτασε στον γίγαντα του φυσικού αερίου σε μόλις 640 ημέρες. Το Pioneer 11 ήταν το ταχύτερο στην πτήση, φτάνοντας στον Δία σε μόλις 606 ημέρες.
Έπειτα, υπάρχουν οι τροχιές, οι οποίες θα πρέπει να είναι πιο προσεκτικές από ένα αεροπλάνο που πετάει πάνω, επειδή πρέπει να κινούνται αρκετά αργά στο τέλος της πτήσης για να τις πιάσει η βαρύτητα του Δία. Το JUICE θα ταξιδέψει για οκτώ χρόνια στο βαθύ διάστημα. πρακτορείο NASA Γαλιλαίος Το σκάφος χρειάστηκε περίπου έξι χρόνια για να πραγματοποιήσει το ταξίδι στον Δία, εκτοξεύτηκε τον Οκτώβριο του 1989 και έφτασε σε τροχιά τον Δεκέμβριο του 1995. Agency Agency Ήρα Το διαστημόπλοιο εκτοξεύτηκε τον Αύγουστο του 2011 και έφτασε στον προορισμό του τον Ιούλιο του 2016.
Αυτές οι διαφορές στους χρόνους ταξιδιού της τροχιάς του Δία προέρχονται από διάφορους παράγοντες. Για παράδειγμα, η απόσταση μεταξύ Γη Και ο Δίας ποικίλλει πολύ με την πάροδο του χρόνου. Επιπλέον, οι αποστολές σε τροχιά δεν παίρνουν απευθείας μονοπάτια προς τον γιγάντιο πλανήτη. Ταξιδεύουν σε μια γραφική διαδρομή γύρω από το εσωτερικό ηλιακό σύστημα, πετούν πάνω από άλλους πλανήτες για να αυξήσουν την ταχύτητα και χαράσσουν ένα μονοπάτι με τη βοήθεια της βαρύτητας.
Για παράδειγμα, ο Galileo ταξίδεψε περίπου 2,5 δισεκατομμύρια μίλια (4 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα) για να φτάσει στον αέριο γίγαντα, παίρνοντας βαρυτικά βοηθήματα από την Αφροδίτη, τη Γη, ακόμη και τον αστεροειδή Gaspra στην πορεία. Η JUICE θα χρησιμοποιήσει παρόμοια στρατηγική.
«Θα εκτελέσει μια σύνθετη ακολουθία ελιγμών με τη βοήθεια βαρύτητας, ξεκινώντας ένα χρόνο μετά την εκτόξευση, λαμβάνοντας τα βαρυτικά βοηθήματα της Σελήνης και της Γης και τα δύο αντικείμενα ταυτόχρονα για πρόσθετη ισχύ», δήλωσε ο επιστήμονας της ESA Alessandro Atzi κατά τη διάρκεια του JUICE. ενημέρωση τύπου για την αποστολή. 6 Απριλίου «Τότε έχουμε υποβοήθηση βαρύτητας στην Αφροδίτη [and] Η βαρύτητα της Γης τους βοήθησε το 2026 και το 2029 να φτάσουν στον Δία τον Ιούλιο του 2031».
Σχετίζεται με: Πώς λειτουργεί η βαρύτητα;
Τι είναι η υποβοήθηση βαρύτητας;
Η βαρύτητα βοηθάει Είναι μια αεροπορική τεχνολογία που μπορεί να ενισχύσει την ορμή των διαστημικών σκαφών. Οι σχεδιαστές αποστολών χρησιμοποιούν βοηθήματα βαρύτητας για να στείλουν διαστημόπλοια σε ταξίδια που δεν θα ήταν δυνατά μέσω μιας άμεσης τροχιάς. Θα απαιτήσει πολλά καύσιμα, για παράδειγμα.
Η υποβοήθηση βαρύτητας μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να «κλέψει» την ορμή από ένα διαστημόπλοιο. Η αποστολή Galileo είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα. Το διαστημικό σκάφος της NASA μείωσε την ενέργειά του σε σχέση με τον Δία πετώντας μπροστά από το ηφαίστειο Jovian Moon Ayo. Η ώθηση χρησιμοποιείται για την επιτάχυνση και την επιβράδυνση του διαστημικού σκάφους, επομένως η υποβοήθηση της βαρύτητας για την κλοπή ενέργειας μπορεί να μειώσει την ποσότητα καυσίμου που χρειάζεται ένα διαστημόπλοιο για να μπει σε τροχιά.
Η υποβοήθηση βαρύτητας λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο με μια μπάλα που κυλάει από ένα λόφο σε μια κοιλάδα, με εναλλαγή μεταξύ της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας και της κινητικής ενέργειας, Η Planetary Society εξηγεί (Ανοίγει σε νέα καρτέλα). Όταν ένα διαστημόπλοιο πλησιάζει έναν πλανήτη, πέφτει στη βαρύτητα του ουράνιου σώματος και αποκτά κινητική ενέργεια και επιταχύνεται ενώ χάνει τη βαρυτική δυναμική ενέργεια. Στη συνέχεια, το διαστημόπλοιο φεύγει από τον πλανήτη σε μια νέα τροχιά, η οποία μπορεί να τροποποιηθεί αλλάζοντας την απόσταση που διανύει το διαστημόπλοιο από τον πλανήτη. Έτσι, οι πλανητικές πτήσεις μπορούν να έχουν «φαινόμενο σφεντόνας» σε ένα διαστημόπλοιο, βοηθώντας το να αξιοποιήσει στο έπακρο την περιορισμένη προσφορά καυσίμου.
Το JUICE είναι ένα τέτοιο διαστημόπλοιο.
«Δεν έχουμε αρκετή ενέργεια [at launch] να μπει σε μια πιο άμεση τροχιά [around Jupiter]Πρέπει λοιπόν να κάνουμε όλους αυτούς τους βαρυτικούς ελιγμούς για να αυξήσουμε σταδιακά τη δύναμη του διαστημικού σκάφους για να φτάσει στον Δία».
Η επιπλέον ενέργεια που δίνεται στο διαστημόπλοιο πρέπει να προέρχεται από κάπου – την κίνηση του πλανήτη. Ωστόσο, η διαφορά μάζας μεταξύ ενός διαστημικού σκάφους και ενός πλανήτη είναι τόσο μεγάλη, που η επιβράδυνση που προκύπτει στον πλανήτη είναι πολύ μικρή για να μετρηθεί πραγματικά.
Για παράδειγμα, αρχείο Λέει η Planetary Society Ότι όταν ο Voyager 1 της NASA έκανε το πτήση που υποβοηθήθηκε από τη βαρύτητα του Δία το 1979, ο γίγαντας του αερίου επιβραδύνθηκε στην τροχιά του κατά περίπου 0.0000000000000000000000010 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο Voyager 1 Πήρα ώθηση ταχύτητας 10 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο.
Οι εσωτερικοί πλανήτες βοηθούν: η βαρύτητα του χυμού βοηθά
Για να φτάσει στον Δία, το JUICE θα λάβει συνολικά τέσσερα βαρυτικά βοηθήματα στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα, από το φεγγάριΓη και Αφροδίτη. (Το 2017, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος πρότεινε μια πέμπτη και τελευταία βαρυτική βοήθεια από τον Άρη περίπου τρία χρόνια πριν φτάσει στον Δία, αλλά αυτό δεν είναι πλέον στο σχέδιο.)
Το JUICE θα κατευθυνθεί για την πρώτη του βοήθεια βαρύτητας τον Αύγουστο του 2024 μετά την ολοκλήρωση της πρώτης του ηλιακής τροχιάς, και αυτό θα είναι πολύ ιδιαίτερο για το διαστημόπλοιο της ESA και για την εξερεύνηση του διαστήματος γενικότερα. Αυτό θα ήταν μια κοινή υποβοήθηση βαρύτητας Σελήνης-Γης, που επίσημα ονομάζεται Lunar-Earth Gravity Assist (LEGA), την πρώτη φορά που εκτελείται μια τέτοια λειτουργία.
“Το πρώτο θα είναι πολύ δύσκολο, γιατί δεν θα είναι μόνο η επίγεια βαρυτική βοήθεια – η βαρυτική βοήθεια της Σελήνης και της Γης, που σημαίνει ότι πρέπει να περάσουμε από τη Γη και τη Σελήνη ταυτόχρονα”, δήλωσε ο Atzi. προστέθηκε. «Έτσι, αυτός θα είναι ο πιο ακριβής ελιγμός με τη βοήθεια της βαρύτητας που έχει πραγματοποιηθεί ποτέ».
Η επόμενη υποβοήθηση βαρύτητας του JUICE θα γίνει ένα χρόνο αργότερα, τον Αύγουστο του 2025, όταν το διαστημόπλοιο θα λάβει ώθηση από τον δεύτερο πλανήτη από τον ήλιο, την Αφροδίτη.
Και τα δύο επόμενα βαρυτικά βοηθήματα του διαστημικού σκάφους θα προέρχονται από τη Γη. Το JUICE θα πετάξει δίπλα στον πλανήτη μας τον Σεπτέμβριο του 2026 και στη συνέχεια θα κάνει μια τελευταία επίσκεψη στη Γη τον Ιανουάριο του 2029, όταν θα δεχθεί άλλο ένα βαρυτικό «λάκτισμα», την τελευταία φορά πριν φτάσει στον Δία.
Ωστόσο, αυτό δεν θα ήταν το τέλος της χαριτωμένης βοήθειας του JUICE. Ακόμη και μετά την έναρξη της επιστημονικής του αποστολής, το διαστημόπλοιο θα χρειαστεί να εκτελέσει βοηθήματα βαρύτητας για να φτάσει στα φεγγάρια Γανυμήδης, Ευρώπη και Καλλιστώ. (Το JUICE θα περιστραφεί αρχικά γύρω από τον Δία και θα κάνει αρκετές πτήσεις από αυτά τα τρία φεγγάρια. Στη συνέχεια θα μπει σε τροχιά Γανυμήδης Το 2035, έγινε ο πρώτος ανιχνευτής που μπήκε σε τροχιά γύρω από ένα φεγγάρι εκτός της Γης.)
“Τα βοηθήματα βαρύτητας πρέπει να είναι ακριβή, αλλά έχουμε πολύ ικανό προσωπικό στον έλεγχο της αποστολής και είναι συνηθισμένοι σε αυτούς τους ελιγμούς”, πρόσθεσε ο Άτζι.
Ακολουθησε μας στο Twitter @τιτίβισμα (Ανοίγει σε νέα καρτέλα) και επάνω Facebook (Ανοίγει σε νέα καρτέλα).
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”