Com lançamento previsto para quinta-feira (13 de abril), os Gigantes de Gelo de Júpiter (JUICE) embarcarão em uma viagem de oito anos a Júpiter, com a espaçonave prevista para chegar ao gigante gasoso em julho de 2031.
A espaçonave da Agência Espacial Européia (ESA) monitorará Júpiter E três de suas grandes luas que circundam o oceano – Ganimedes, Calisto e Europa Descreva o sistema joviano em grande detalhe.
Júpiter gira, No meio (Abre em uma nova aba)E Está a cerca de 444 milhões de milhas (715 milhões de quilômetros) da Terra, então é claramente mais do que um salto, pular e pular para o planeta gigante. Mas outras missões fizeram a viagem da Terra a Júpiter muito mais rápido do que isso. suco vai.
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Acontece que um dos principais fatores que ditam o tempo de viagem a Júpiter é se a espaçonave voará pelo gigante gasoso ou entrará em órbita em uma missão de duração relativamente longa.
A primeira espaçonave a viajar da Terra a Júpiter foi a NASA Pioneiro 10, que foi lançado em 3 de março de 1972 e sobrevoou Júpiter em 3 de dezembro de 1973, o que significa que atingiu o gigante gasoso em apenas 640 dias. A Pioneer 11 foi a mais rápida no sobrevôo, alcançando Júpiter em apenas 606 dias.
Depois, há as órbitas, que devem ser mais pensadas do que um avião sobrevoando, porque precisam se mover devagar o suficiente no final do vôo para que a gravidade de Júpiter as pegue. JUICE viajará por oito anos pelo espaço profundo. agência NASA Galileu A sonda levou cerca de seis anos para fazer a viagem a Júpiter, sendo lançada em outubro de 1989 e atingindo a órbita em dezembro de 1995. Agência Agência Juno A espaçonave foi lançada em agosto de 2011 e chegou ao seu destino em julho de 2016.
Essas diferenças nos tempos de viagem da órbita de Júpiter decorrem de vários fatores. Por exemplo, a distância entre Terra E Júpiter varia muito ao longo do tempo. Além disso, as missões orbitais não seguem caminhos diretos para o planeta gigante; Eles percorrem uma rota cênica ao redor do sistema solar interno, voam sobre outros planetas para aumentar a velocidade e traçam um caminho “assistido pela gravidade”.
Por exemplo, Galileu viajou cerca de 2,5 bilhões de milhas (4 bilhões de quilômetros) para alcançar o gigante gasoso, recebendo ajuda gravitacional de Vênus, da Terra e até do asteróide Gaspra ao longo do caminho. JUICE usará uma estratégia semelhante.
“Ele executará uma sequência complexa de manobras assistidas pela gravidade, começando um ano após o lançamento, recebendo as ajudas gravitacionais da Lua e da Terra e de ambos os objetos ao mesmo tempo para obter energia adicional”, disse o cientista da ESA Alessandro Atzi durante um JUICE coletiva de imprensa sobre a missão. 6 de abril “Então temos assistência gravitacional em Vênus [and] A gravidade da Terra os ajudou em 2026 e 2029 a chegar a Júpiter em julho de 2031.”
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O que é a assistência por gravidade?
A gravidade ajuda É uma tecnologia de aviação que pode aumentar o impulso da espaçonave. Os planejadores de missão usam assistência gravitacional para enviar espaçonaves em jornadas que não seriam possíveis por meio de uma trajetória direta; Vai exigir muito combustível, por exemplo.
A assistência à gravidade também pode ser usada para “roubar” o impulso de uma espaçonave. A missão Galileo é um exemplo disso. A espaçonave da NASA baixou sua energia em relação a Júpiter voando na frente do vulcão Jovian Moon Ayo. O impulso é usado para acelerar e desacelerar espaçonaves, portanto, ajudar a gravidade a roubar energia pode reduzir a quantidade de combustível que uma espaçonave precisa para entrar em órbita.
A assistência por gravidade funciona de maneira semelhante a uma bola rolando colina abaixo para um vale, alternando entre a energia potencial gravitacional e a energia cinética, A Sociedade Planetária explica (Abre em uma nova aba). Quando uma espaçonave se aproxima de um planeta, ela cai na gravidade do corpo celeste e ganha energia cinética e acelera enquanto perde energia potencial gravitacional. A espaçonave então deixa o planeta em uma nova trajetória, que pode ser modificada alterando a distância que a espaçonave passa pelo planeta. Portanto, sobrevoos planetários podem ter um “efeito estilingue” em uma espaçonave, ajudando-a a aproveitar ao máximo seu suprimento limitado de combustível.
JUICE é uma dessas espaçonaves.
“Simplesmente não temos energia suficiente [at launch] entrar em uma órbita mais direta [around Jupiter]Portanto, precisamos fazer todas essas manobras gravitacionais para aumentar gradualmente o poder da espaçonave para chegar a Júpiter.”
A energia extra dada à espaçonave deve vir de algum lugar – o movimento do planeta. No entanto, a diferença de massa entre uma espaçonave e um planeta é tão grande que a desaceleração resultante no planeta é muito pequena para ser realmente medida.
Por exemplo, arquivo A Sociedade Planetária diz que quando a Voyager 1 da NASA fez seu sobrevôo assistido pela gravidade de Júpiter em 1979, o gigante gasoso desacelerou em sua órbita em cerca de 0,00000000000000000000000010 quilômetros por segundo enquanto Viajante 1 Ganhei um aumento de velocidade de 10 quilômetros por segundo.
Os planetas internos ajudam: a gravidade do suco ajuda
Para chegar a Júpiter, o JUICE receberá um total de quatro auxílios gravitacionais ao sistema solar interno, de a luaTerra e Vênus. (Em 2017, a Agência Espacial Europeia estava propondo uma quinta e última ajuda gravitacional de Marte cerca de três anos antes de chegar a Júpiter, mas isso não está mais nos planos.)
O JUICE seguirá para sua primeira assistência gravitacional em agosto de 2024, após completar sua primeira órbita solar, e isso será muito especial para a espaçonave da ESA e para a exploração espacial em geral. Esta seria uma assistência conjunta à gravidade lunar-Terra, oficialmente chamada Lunar-Earth Gravity Assist (LEGA), a primeira vez que tal operação foi realizada.
“O primeiro vai ser muito difícil, porque não será apenas assistência gravitacional terrestre – assistência gravitacional da Lua e da Terra, o que significa que temos que passar pela Terra e pela Lua ao mesmo tempo”, Atzi adicionado. “Portanto, esta será a manobra assistida por gravidade mais precisa já realizada.”
A próxima assistência gravitacional do JUICE acontecerá um ano depois, em agosto de 2025, quando a espaçonave receberá um impulso do segundo planeta do sol, Vênus.
As duas próximas ajudas gravitacionais da espaçonave virão da Terra. O JUICE voará pelo nosso planeta em setembro de 2026 e fará uma última visita à Terra em janeiro de 2029, quando receberá outro “chute” gravitacional, a última vez antes de atingir Júpiter.
No entanto, isso não seria o fim da fofura ajudando JUICE. Mesmo depois de iniciar sua missão científica, a espaçonave precisará realizar assistências gravitacionais para alcançar as luas Ganimedes, Europa e Calisto. (O JUICE orbitará Júpiter primeiro e fará vários sobrevôos dessas três luas. Em seguida, entrará em órbita Ganimedes Em 2035, tornando-se a primeira sonda a orbitar uma lua diferente da Terra.)
“Os auxílios de gravidade precisam ser precisos, mas temos pessoal muito competente no controle da missão e eles estão acostumados com essas manobras”, acrescentou Atzi.
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