Sonda JUICE perfekcyjnie wykonała manewr podwójnej asysty grawitacyjnej! Teraz zmierza ku Wenus
Ten manewr trwał dobę. Najpierw największa sonda Europejskiej Agencji Kosmicznej JUICE przeleciała w pobliżu Księżyca, by dzięki jego grawitacji przyspieszyć. Natomiast 24 godziny później zbliżyła się do Ziemi na odległość mniejszą niż ta, po której poruszają się duże satelity telekomunikacyjne. – Byliśmy zachwyceni, widząc JUICE ponownie tak blisko Ziemi – skomentował wydarzenie Ignacio Tanco, kierownik operacyjny misji.
W tym artykule:
- Wcisnąć pedał gazu do maksimum
- Niewidzialna linia grawitacyjna
- JUICE leci ku Wenus
- Polskie akcenty w misji JUICE
Przygotowanie do tego manewru trwały wiele miesięcy. Celem misji JUICE jest zbadanie lodowych księżyców Jowisza. Specjaliści przeprowadzili setki symulacji mających wyłowić każdy najdrobniejszy problem, jaki mógł się pojawić przy przejściu sondy korytarzem pomiędzy Księżycem a Ziemią. Był to historyczny, pierwszy manewr z wykorzystaniem podwójnej asysty grawitacyjnej.
Wcisnąć pedał gazu do maksimum
– To jak bardzo szybki przejazd przez wyjątkowo wąski korytarz. Wciśnięcie pedału gazu do maksimum, gdy margines na poboczu drogi wynosi zaledwie milimetry – wyjaśniał na konferencji prasowej Ignacio Tanco z ESA.
Największe zbliżenie do Księżyca miało miejsce 19 sierpnia o godzinie 23:15 CEST. Sonda JUICE zbliżyła się do Ziemi nieco ponad 24 godziny później, o godz. 23:56 CEST 20 sierpnia.
Przelot w pobliżu Księżyca zwiększył prędkość sondy o 0,9 km/s względem Słońca, kierując ją w stronę Ziemi. Natomiast przelot w pobliżu Ziemi wyhamował JUICE o 4,8 km/s w stosunku do Słońca, kierując satelitę na nową trajektorię w stronę Wenus. Ogólnie rzecz biorąc, przelot w pobliżu Księżyca i Ziemi odchylił sondę o kąt 100° w porównaniu z trajektorią sprzed przelotu.
– Zasadniczo manewr asysty grawitacyjnej polega na takim poprowadzeniu trajektorii obiektu, aby odpowiednio wykorzystać przyciąganie dużych ciał niebieskich, które biorą w nim udział. W efekcie dodają mu energii kinetycznej niczym za pomocą procy – wyjaśnia mgr inż. Jędrzej Baran, który należy do działającej w Centrum Badań Kosmicznych PAN grupy pracującej przy jednym z 10 instrumentów sondy JUICE, Radio & Plasma Waves Investigation (RPWI).
Niewidzialna linia grawitacyjna
– Należy sobie wyobrazić, że nasz pędzący przez przestrzeń kosmiczną statek kosmiczny używając swoich silników tak poprowadzi trajektorię swojego lotu, by złapać się na niewidzialną linę grawitacyjną do poruszających się przez Układ Słoneczny Ziemi i Księżyca. Najpierw nasz jedyny naturalny satelita delikatnie zakrzywi drogę, po jakiej porusza się sonda JUICE. To znacznie poprawi efektywność drugiej części manewru, czyli regularnej asysty z wykorzystaniem Ziemi – tłumaczy inżynier. Dodaje, że mimo wielu testów jest to bardzo ryzykowna operacja.
Podczas przelotów w pobliżu Księżyca i Ziemi włączono dwie kamery monitorujące statek. Były zaprojektowane do obserwowania procesu rozkładania się elementów sondy na orbicie. Bo tak wielkie urządzenie, jak JUICE, którego same panele słoneczne mają powierzchnię 97 metrów kwadratowych, musiało być złożone w trakcie lotu na orbitę. Po tym wydarzeniu kamery nie miały być już używane.
Jednak specjaliści misji uznali, że można spróbować wykorzystać je do sprawdzenia, jak sonda „widzi” Księżyc i Ziemię. Przelot w pobliżu Księżyca był nawet relacjonowany na żywo, a widzowie mieli szansę obejrzeć cztery zdjęcia przesłane przez sondę. Niestety, przelot w pobliżu naszej planety nie mógł być relacjonowany, ponieważ potężne anteny łącznościowe Deep Space Network, ze względu na bliskość sondy, nie były w stanie płynnie przekazywać sobie łączności z nią.
JUICE leci ku Wenus
Mimo to zbliżenie do Ziemi na zaledwie 6840 km nad Azją Południowo-Wschodnią i Oceanem Spokojnym pozwoliło wykonać sondzie serię zdjęć oraz zebrać dane naukowe za pomocą ośmiu z dziesięciu instrumentów. W dodatku udało się przeprowadzić całą operację, wykorzystując minimalną ilość paliwa.
– Dzięki bardzo precyzyjnej nawigacji zespołu ESA ds. dynamiki lotu, udało nam się zużyć tylko niewielki ułamek paliwa zarezerwowanego dla tego przelotu. Zwiększy to margines, który zachowujemy na czarną godzinę lub by przedłużyć misję naukową, gdy dotrzemy do Jowisza – dodał Ignacio Tanko.
Teraz JUICE bezpiecznie zmierza w kierunku Wenus. To przy tej planecie zaplanowana jest kolejna asysta grawitacyjna statku. Jednak na to wydarzenie będziemy musieli poczekać jeszcze rok.
Sonda JUICE została wyniesiona w kosmos 5 kwietnia 2023 roku dzięki rakiecie Ariane 5. Największy europejski satelita wykona szczegółowe obserwacje gazowego olbrzyma Jowisza i jego trzech dużych księżyców oceanicznych – Ganimedesa, Kallisto i Europy. Ambitna misja scharakteryzuje te ciała niebieskie za pomocą potężnego zestawu instrumentów teledetekcyjnych, geofizycznych i in situ. Naukowcy chcą dowiedzieć się więcej o tych fascynujących miejscach jako potencjalnych siedliskach dla przeszłego lub obecnego życia.
Polskie akcenty w misji JUICE
JUICE będzie dogłębnie monitorować złożone środowisko magnetyczne, promieniowanie i plazmę Jowisza oraz jego wzajemne oddziaływanie z księżycami. Zbada system Jowisza jako archetyp dla systemów gazowych olbrzymów we Wszechświecie.
W prace nad misją zaangażowanie są Polacy. W Centrum Badań Kosmicznych PAN opracowywano duże elementy dwóch instrumentów: wspomnianego RPWI i Submillimetre Wave Instrument (SWI). Natomiast prof. Hanna Rothkaehl z CBK PAN jest też coPI (czyli współ-głównym naukowcem) RPWI. Głównym partnerem przemysłowym w tej misji była firma Astronika.
Źródło: ESA.
Nasz ekspert
Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka
Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.