Орбитальный аппарат, направляющийся к спутнику Юпитера Европе,
будет исследовать, пригоден ли он для жизни, но сначала он воспользуется гравитацией Марса, чтобы попасть в дальний космос.
1 марта космический аппарат «Европа Клиппер» NASA пролетел всего
в 550 милях (884 километрах) над поверхностью Марса, чтобы совершить
так называемое гравитационное маневрирование — изменить траекторию космического аппарата и подготовить его к важному этапу долгого путешествия к системе Юпитера. Близкое пролётное время даёт учёным-исследователям дополнительную возможность протестировать свой радиолокационный
прибор и тепловизор.
Пролёт мимо Земли подготовит «Клиппер» к второму гравитационному манёвру — сближению с Землёй в декабре 2026 года, которое послужит своего рода катапультой и придаст космическому аппарату ускорение. После этого
он отправится во внешнюю часть Солнечной системы; зонд должен выйти
на орбиту Юпитера в апреле 2030 года.
«Мы приближаемся очень быстро, и гравитация Марса воздействует
на космический аппарат, изменяя его траекторию», — сказал Бретт Смит, инженер по системам миссии в Лаборатории реактивного движения NASA
в Южной Калифорнии. — «В то же время мы обмениваемся небольшим количеством энергии с планетой, поэтому мы улетаем по траектории,
которая приведёт нас обратно к Земле».
Обуздание силы тяжести
«Европа Клиппер» запущен из Космического центра Кеннеди во Флориде
14 октября 2024 года с помощью ракеты-носителя SpaceX Falcon Heavy
и отправился в путешествие на 1,8 миллиарда миль (2,9 миллиарда километров) к Юпитеру, который находится в пять раз дальше от Солнца, чем Земля.
Без помощи с Марса в 2025 году и с Земли в 2026 году космическому аппарату весом 12 750 фунтов (6000 кг) потребовался бы дополнительный запас топлива, что увеличило бы вес и стоимость, или же полёт к Юпитеру занял бы гораздо больше времени.
Использование гравитации заложено в планирование миссий NASA,
поскольку инженеры заранее выясняют, как максимально эффективно использовать импульс в нашей Солнечной системе. Например, космические аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2», запущенные в 1977 году, воспользовались уникальным расположением планет, чтобы пролететь мимо газовых гигантов, используя их гравитацию и собирая данные о них.
В то время как навигаторы JPL*, управляющей Europa Clipper и Voyager, десятилетиями проектировали траектории полета и использовали гравитационные системы, процесс расчета траектории космического корабля относительно планет, которые постоянно находятся в движении,
никогда не был простым.
«Это похоже на игру в бильярд в Солнечной системе, когда пролетаешь мимо пары планет под нужным углом и в нужное время, чтобы накопить энергию, необходимую для того, чтобы добраться до Юпитера и Европы», —
сказал Бен Брэдли из Лаборатории реактивного движения, планировщик миссии Europa Clipper. — «Всё должно совпасть — геометрия Солнечной системы должна быть идеальной, чтобы это сработало».
Уточнение пути
Навигаторы направили космический аппарат по первоначальной траектории, которая оставляла некоторый запас вокруг Марса, чтобы, если что-то пойдёт
не так в первые недели после запуска, «Европа Клиппер» не рисковал столкнуться с планетой. Затем команда использовала двигатели космического аппарата, чтобы приблизиться к орбите Марса с помощью так называемых манёвров коррекции траектории.
Операторы миссии провели три TCMs*, чтобы подготовить почву
для гравитационного манёвра на Марсе — в начале ноября, в конце января
и 14 февраля. Они проведут ещё один TCMs примерно через 15 дней после пролёта мимо Марса, чтобы убедиться, что космический аппарат движется
по плану, и, вероятно, проведут ещё несколько TCMs— более 200 — в течение миссии, которая продлится до 2034 года.
Возможности для науки
В то время как навигаторы рассчитывают на гравитационную помощь
для экономии топлива и удержания космического корабля на запланированном маршруте, учёные с нетерпением ждут этого события, чтобы воспользоваться близостью Красной планеты и протестировать два научных прибора миссии.
Примерно за день до максимального сближения миссия проведет калибровку тепловизора, в результате чего в последующие месяцы, когда будут возвращены данные и ученые их обработают, будет получено многоцветное изображение Марса. И при ближайшем приближении они заставят радиолокационный прибор провести проверку его работы — впервые все его компоненты будут протестированы вместе. Антенны радара настолько массивны, а длины волн, которые они излучают, настолько велики, что инженеры не смогли протестировать их на Земле перед запуском.
Подробнее О Europa Clipper
Три основные научные задачи «Европы Клиппер» — определить толщину ледяной оболочки спутника и её взаимодействие с находящимся под ней океаном, изучить её состав и охарактеризовать её геологию.
Подробное исследование «Европы» поможет учёным лучше понять астробиологический потенциал обитаемых миров за пределами нашей планеты.
Управляемая Калифорнийским технологическим институтом в Пасадене,
JPL руководит разработкой миссии Europa Clipper в партнерстве с Лабораторией прикладной физики Джона Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд, для Управления научной миссии NASA в Вашингтоне. APL* спроектировала основной корпус космического корабля в сотрудничестве с JPL и Центром космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд, Центром космических полетов имени Маршалла NASA в Хантсвилле, штат Алабама,
и Исследовательским центром Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния.
Управление программой «Планетарные миссии» в Маршалле осуществляет управление программой миссии «Европа Клиппер». Программа запуска космических аппаратов NASA, базирующаяся в Кеннеди, осуществляла запуск космического аппарата «Европа Клиппер».
*JPL - это аббревиатура от «Jet Propulsion Laboratory» — Лаборатория реактивного движения
*TCMs - это сложная и высокотехнологичная система контроля
*APL (Applied Physics Laboratory) — это исследовательский центр, связанный с Университетом Джонса Хопкинса
Информация взята с сайта nasa.gov
Спасибо, что ознакомились, ваш Павел М.