من المقرر أن ينطلق كوكب المشتري الجليدي (JUICE) يوم الخميس (13 أبريل) ، وسوف يشرع في رحلة مدتها ثماني سنوات إلى كوكب المشتري ، مع توقع وصول المركبة الفضائية إلى عملاق الغاز في يوليو 2031.
ستقوم مركبة الفضاء التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) برصد كوكب المشتري وثلاثة من أقمارها الكبيرة التي تحيط بالمحيط – جانيميد وكاليستو و يوروبا – توصيف نظام جوفيان بتفصيل كبير.
يدور كوكب المشتري ، في المتوسط (يفتح في علامة تبويب جديدة)و حوالي 444 مليون ميل (715 مليون كيلومتر) من الأرض ، لذلك من الواضح أنها أكثر من مجرد قفزة ، اقفز واقفز إلى الكوكب العملاق. لكن البعثات الأخرى قامت بالرحلة من الأرض إلى المشتري بسرعة أكبر من ذلك بكثير عصير سوف.
متعلق ب: حقائق حول مهمة JUICE Jupiter في أوروبا
كما اتضح ، فإن أحد العوامل الرئيسية التي تملي وقت السفر إلى المشتري هو ما إذا كانت المركبة الفضائية ستطير بجانب الغاز العملاق أو تدخل في المدار في مهمة طويلة المدى نسبيًا.
كانت أول مركبة فضائية تسافر من الأرض إلى المشتري هي تابعة لوكالة ناسا بايونير 10، التي انطلقت في 3 مارس 1972 ، وحلقت فوق كوكب المشتري في 3 ديسمبر 1973 ، مما يعني أنها وصلت إلى عملاق الغاز في 640 يومًا فقط. كان بايونير 11 أسرع في مسار الطيران ، حيث وصل إلى كوكب المشتري في 606 يومًا فقط.
ثم هناك المدارات ، والتي يجب أن تكون مدروسة أكثر من طائرة تحلق فوقها لأنها تحتاج إلى التحرك ببطء كافٍ في نهاية الرحلة لتلتقطها جاذبية المشتري. سوف يسافر JUICE لمدة ثماني سنوات عبر الفضاء السحيق. وكالة ناسا جاليليو استغرق المسبار حوالي ست سنوات لرحلة إلى كوكب المشتري ، حيث انطلق في أكتوبر 1989 ووصل إلى المدار في ديسمبر 1995. وكالة الوكالة جونو أطلقت المركبة الفضائية في أغسطس 2011 ووصلت إلى وجهتها في يوليو 2016.
تنبع هذه الاختلافات في أوقات سفر كوكب المشتري في مداره من عدة عوامل. على سبيل المثال ، المسافة بين أرض ويختلف كوكب المشتري اختلافًا كبيرًا بمرور الوقت. بالإضافة إلى ذلك ، لا تأخذ مهام المركبات المدارية مسارات مباشرة إلى الكوكب العملاق ؛ يسافرون في طريق ذو مناظر خلابة حول النظام الشمسي الداخلي ، ويطيرون فوق كواكب أخرى لتعزيز السرعة ، ونحت المسار “يساعد الجاذبية”.
على سبيل المثال ، سافر جاليليو حوالي 2.5 مليار ميل (4 مليارات كيلومتر) للوصول إلى عملاق الغاز ، آخذًا مساعدات الجاذبية من كوكب الزهرة والأرض وحتى الكويكب جاسبرا على طول الطريق. سوف تستخدم JUICE استراتيجية مماثلة.
قال عالم وكالة الفضاء الأوروبية أليساندرو أتزي خلال إفادة صحفية عن JUICE حول المهمة “ستقوم بتسلسل معقد من مناورات الجاذبية المساعدة ، بدءًا من عام واحد بعد الإطلاق ، مع أخذ مساعدات جاذبية القمر والأرض ، وكلا الجسمين في نفس الوقت للحصول على طاقة إضافية”. 6 أبريل “ثم لدينا مساعدة الجاذبية على كوكب الزهرة [and] ساعدتا جاذبية الأرض في عامي 2026 و 2029 للوصول إلى كوكب المشتري في يوليو 2031. “
متعلق ب: كيف تساعد الجاذبية في العمل
ما هي مساعدة الجاذبية؟
تساعد الجاذبية هي تقنية طيران يمكن أن تعزز زخم المركبة الفضائية. يستخدم مخططو المهمة مساعدات الجاذبية لإرسال المركبات الفضائية في رحلات لن تكون ممكنة من خلال مسار مباشر ؛ سوف تتطلب الكثير من الوقود ، على سبيل المثال.
يمكن أيضًا استخدام مساعدة الجاذبية “لسرقة” الزخم من مركبة فضائية. إن مهمة جاليليو هي مثال على ذلك ؛ خفضت مركبة ناسا طاقتها بالنسبة للمشتري من خلال الطيران أمام البركان جوفيان مون ايو. يستخدم الدافع لتسريع وإبطاء المركبات الفضائية ، لذلك يمكن أن تقلل مساعدة الجاذبية لسرقة الطاقة من كمية الوقود الذي تحتاجه المركبة الفضائية لإدخال نفسها في المدار.
تعمل مساعدة الجاذبية بطريقة مشابهة للكرة التي تتدحرج من أعلى التل إلى الوادي ، عبر التبديل بين طاقة وضع الجاذبية والطاقة الحركية ، تشرح جمعية الكواكب (يفتح في علامة تبويب جديدة). عندما تقترب مركبة فضائية من كوكب ما ، فإنها تسقط في جاذبية الجسم السماوي وتكتسب طاقة حركية ، وتتسارع بينما تفقد طاقة وضع الجاذبية. ثم تغادر المركبة الفضائية الكوكب في مسار جديد ، يمكن تعديله عن طريق تغيير المسافة التي تمر بها المركبة على الكوكب. لذلك يمكن أن يكون لتحليق الكواكب “تأثير مقلاع” على مركبة فضائية ، مما يساعدها على تحقيق أقصى استفادة من إمدادات الوقود المحدودة.
JUICE هي واحدة من هذه المركبات الفضائية.
“نحن ببساطة لا نملك ما يكفي من الطاقة [at launch] للذهاب في مدار أكثر مباشرة [around Jupiter]لذلك نحن بحاجة إلى القيام بكل مناورات الجاذبية هذه من أجل زيادة طاقة المركبة الفضائية تدريجياً للوصول إلى كوكب المشتري “.
يجب أن تأتي الطاقة الإضافية الممنوحة للمركبة الفضائية من مكان ما – حركة الكوكب. ومع ذلك ، فإن الفرق في الكتلة بين مركبة فضائية وكوكب كبير جدًا ، لدرجة أن التباطؤ الناتج على كوكب الأرض صغير جدًا بحيث لا يمكن قياسه فعليًا.
على سبيل المثال ، ملف تقول جمعية الكواكب أنه عندما قامت فوييجر 1 التابعة لناسا بتحليقها بمساعدة الجاذبية على كوكب المشتري في عام 1979 ، تباطأ عملاق الغاز في مداره بنحو 0.0000000000000000000000010 كيلومترات في الثانية بينما فوييجر 1 حصلت على زيادة في السرعة بمقدار 10 كيلومترات في الثانية.
الكواكب الداخلية تمد يد العون: تساعد جاذبية العصير
للوصول إلى كوكب المشتري ، سيتلقى JUICE ما مجموعه أربعة مساعدات جاذبية للنظام الشمسي الداخلي ، من القمروالأرض و كوكب الزهرة. (في عام 2017 ، كانت وكالة الفضاء الأوروبية تقترح مساعدة خامسة وأخيرة للجاذبية من المريخ قبل حوالي ثلاث سنوات من الوصول إلى كوكب المشتري ، لكن هذا لم يعد في الخطة).
سوف تتجه JUICE نحو أول مساعدة للجاذبية في أغسطس 2024 بعد الانتهاء من أول مدارها الشمسي ، وسيكون هذا مميزًا جدًا لمركبة ESA ولاستكشاف الفضاء بشكل عام. سيكون هذا بمثابة مساعدة جاذبية مشتركة بين القمر والأرض ، تسمى رسميًا مساعدة الجاذبية القمرية الأرضية (LEGA) ، وهي المرة الأولى التي يتم فيها إجراء مثل هذه العملية.
وأضاف أتزي: “الأول سيكون صعبًا للغاية ، لأنه لن يكون مجرد مساعدة في الجاذبية الأرضية – مساعدة جاذبية القمر والأرض ، مما يعني أنه يتعين علينا المرور بالأرض والقمر في نفس الوقت”. “لذا ستكون هذه أدق مناورة مساعدة للجاذبية يتم إجراؤها على الإطلاق.”
ستحدث مساعدة الجاذبية التالية لـ JUICE بعد عام ، في أغسطس 2025 ، عندما تحصل المركبة الفضائية على دفعة من الكوكب الثاني من الشمس ، كوكب الزهرة.
سيأتي كل من مساعدتي الجاذبية التاليتين للمركبة الفضائية من الأرض. سوف يطير JUICE بالقرب من كوكبنا في سبتمبر 2026 ، ثم يقوم بزيارة أخيرة إلى الأرض في يناير 2029 ، عندما يتلقى “ركلة” جاذبية أخرى ، آخر مرة قبل أن يصل إلى كوكب المشتري.
ومع ذلك ، لن يكون هذا هو نهاية الجاذبية التي تساعد في JUICE. حتى بعد أن تبدأ مهمتها العلمية ، ستحتاج المركبة الفضائية إلى أداء مساعدات الجاذبية للوصول إلى أقمار جانيميد ويوروبا وكاليستو. (سوف يدور JUICE حول المشتري في البداية ، ويقوم بعدة رحلات طيران لهذه الأقمار الثلاثة. ثم ينتقل إلى المدار جانيميد في عام 2035 ، ليصبح أول مسبار يدور حول قمر غير الأرض.)
وأضاف أتزي: “يجب أن تكون مساعدات الجاذبية دقيقة ، لكن لدينا أفرادًا أكفاء جدًا في وحدة التحكم بالبعثة ، وهم معتادون على هذه المناورات”.
تابعنا على تويتر تضمين التغريدة (يفتح في علامة تبويب جديدة) و على فيسبوك (يفتح في علامة تبويب جديدة).
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”
/cloudfront-us-east-2.images.arcpublishing.com/reuters/SXM3S2GP7BMAVIOOIYLTFZUBYU.jpg)