Первым космическим аппаратом, использовавшим гравитационный маневр, был Mariner 10 НАСА в 1974 году. Он использовал гравитационный маневр с Венеры, чтобы достичь Меркурия. Теперь гравитационный маневр является важнейшей частью современных космических путешествий.
Последним космическим аппаратом, использующим гравитационный маневр, является космический аппарат JUICE Европейского космического агентства.
Европейское космическое агентство (ESA) запустило свой космический аппарат JUICE 14 апреля 2023 года. Его конечным пунктом назначения является система Юпитера и ее ледяные луны Европа, Каллисто и Ганимед. Но это долгое путешествие, и космический аппарат срезал путь, пролетев близко к Земле и Луне и используя их гравитацию для набора импульса и изменения траектории.
Это первый космический аппарат, который использовал Землю и Луну для гравитационной пращи, и он сделал несколько снимков, которыми хочет поделиться с нами.
JUICE означает Jupiter Icy Moons Explorer, и его миссия — изучить три луны с предполагаемыми океанами, погребенными под слоями льда. Ему предстоит долгий путь, и в длительных миссиях экономное использование топлива имеет решающее значение. Этот маневр «земля-луна» направлен на экономию топлива.
«Пролет с использованием гравитационного манёвра прошёл безупречно, всё прошло без сучка и задоринки, и мы были в восторге, увидев, как Juice возвращается так близко к Земле», — говорит Игнасио Танко, менеджер по эксплуатации космического корабля в ходе миссии.
При самом близком сближении с Землей JUICE пролетел над Юго-Восточной Азией и Тихим океаном на высоте всего 6840 км (4250 миль). Это был рискованный маневр, но он сэкономил миссии от 100 до 150 кг топлива.
Этот пролет Луны и Земли — не единственный гравитационный маневр JUICE. В августе следующего года он пролетит мимо Венеры, а 26 сентября и января 2029 года — мимо Земли. Все эти гравитационные маневры дадут JUICE импульс для его путешествия к Юпитеру. JUICE достигнет Юпитера в 2031 году, и из-за всех этих маневров у него останется больше топлива, когда он туда доберется.
«Благодаря очень точной навигации команды ESA Flight Dynamics нам удалось использовать лишь малую часть топлива, зарезервированного для этого пролета. Это добавит запасов, которые мы оставим на черный день, или позволит продлить научную миссию, когда мы доберемся до Юпитера», — сказал Игнасио Танко, менеджер по операциям космического корабля миссии JUICE.
Современные орбитальные аппараты изобилуют научными приборами, антеннами и камерами. JUICE не является исключением. Среди всех его приборов и научных камер, он несет две камеры мониторинга, называемые JMC, или камеры мониторинга JUICE. Это камеры с разрешением 1024×1024 пикселей с различными полями зрения. Их задача — следить за стрелами и антеннами космического корабля, и их работа была особенно важна, когда они были развернуты после запуска.
Во время пролета JUICE использовал свои JMC для получения изображений Земли и Луны.
ESA/Juice/JMC. БЛАГОДАРНОСТИ: Симеон Шмаус и Марк МакКохрин. ЛИЦЕНЗИЯ: CC BY-SA 3.0 IGO
Восемь из десяти приборов использовались для сбора научных данных с Земли и все десять — с Луны.
«Время и место этого двойного пролета позволяют нам тщательно изучить поведение приборов Juice», — объясняет Клэр Валлат, научный сотрудник Juice Operations.
Основная научная камера JUICE — JANUS, оптическая камера высокого разрешения. Ее роль — делать подробные снимки поверхности Ганимеда, Каллисто и Европы. Команда JUICE использовала JANUS для съемки более 400 предварительных видов Земли и Луны.
«После более чем 12 лет работы по разработке, созданию и проверке инструмента это первая возможность увидеть данные из первых рук, аналогичные тем, которые мы получим в системе Юпитера, начиная с 2031 года», — говорит Паскуале Палумбо, научный сотрудник INAF в Риме и главный исследователь группы, которая разработала, испытала и откалибровала камеру Janus.
«Хотя пролет был запланирован исключительно для содействия межпланетному путешествию к Юпитеру, все приборы на борту зонда использовали пролет вблизи Луны и Земли для сбора данных, проведения тестовых операций и проведения обработки данных, имея при этом преимущество в виде заранее известных данных о том, что мы наблюдаем», — сказал Палумбо.
Эти ранние снимки миссии подогревают наш аппетит к тому времени, когда через семь лет начнется настоящее веселье. JUICE достигнет системы Юпитера в июле 2031 года и совершит 35 пролетов мимо ледяных лун газового гиганта. Затем, в декабре 2034 года, он выйдет на орбиту Ганимеда.
Появляется все больше доказательств того, что на Европе, Ганимеде и Каллисто есть теплые соленые океаны, погребенные под толстыми слоями льда. Это главные цели в наших поисках жизни. Но, что сводит с ума, мы не знаем наверняка, могут ли они поддерживать жизнь или даже реальны ли океаны.
Надеюсь, JUICE сможет нам это сказать. Но он не сможет сделать этого без этих рискованных ранних маневров миссии.
