«Juice» ЕКА использовала Землю как гравитационный манёвр для полёта к Юпитеру

Европейское космическое агентство (ESA): аппарат Juice использовал Землю как гравитационный манёвр по направлению к Юпитеру.

Европейский исследователь ледяных спутников Юпитера (Juice) совершил близкий пролёт мимо Земли 28 сентября, пролетев по внешним слоям атмосферы и использовав гравитацию нашей планеты, чтобы изменить траекторию к Юпитеру, практически не потратив топлива. Тщательно спланированная гравитационная помощь изменила направление движения Juice на 20° относительно предыдущей траектории и увеличила скорость аппарата на 3,5 км/с. В течение четырёх недель, предшествовавших сближению, диспетчеры миссии выполнили только одну небольшую коррекцию курса (из шести зарезервированных возможностей), чтобы вывести аппарат на точный подход, максимально использующий гравитацию Земли.

Диспетчеры начали особенно внимательно отслеживать Juice с 17 августа и продолжат интенсивное наблюдение до 10 октября.

Juice совершил близкий пролёт над Землей

Аппарат оказался в наименьшей удалённости от Земли в 13:45 CEST (11:45 UTC) 28 сентября. В тот момент он пролетал всего в 8640 км над Индийским океаном и сделал серию снимков с помощью бортовых камер мониторинга.

«Пролёт требовал предельно точной навигации в реальном времени. Благодаря нашей очень тщательной подготовке мы использовали лишь небольшое количество топлива, зарезервированного для этого пролёта», — говорит Анджела Дитц, менеджер по эксплуатации космического аппарата Juice. «Это даёт нам больше топлива для использования у Юпитера при проведении наблюдений ледяных спутников планеты». Сбережение этого топлива особенно важно, поскольку позже Juice потребуется оно в ходе амбициозной научной кампании вокруг Юпитера и его лун.

Земля как испытательный полигон для приборов Juice

Изменение траектории аппарата было основной целью пролёта, но встреча также дала команде миссии ценную возможность проверить научные инструменты Juice, направив их на реальную планетную цель. Это была третья такая возможность за время миссии. Первая имела место во время лунно-земной гравитационной помощи в 2024 году, затем — при наблюдениях кометы 3I/ATLAS в 2025 году.

Команды по эксплуатационным и научным операциям ESA и технические центры в течение месяцев координировали действия с внешними группами, ответственными за 10 научных инструментов Juice. Их цель заключалась в тщательном планировании времени работы каждого прибора, чтобы извлечь максимум научной и калибровочной информации, учитывая ограниченные ресурсы аппарата.

«Путь Juice к Юпитеру предоставляет лишь несколько возможностей для калибровки и валидации приборов в хорошо понимаемых условиях окружающей среды», — объясняет научный руководитель проекта Juice Клер Валлат, возглавлявшая эту работу.

«Учитывая ограниченное доступное время и операционные ограничения, деятельность приборов иногда приходится приоритизировать, например когда Juice находился в тени Земли этим утром и работал только от батарей. Во время этого пролёта приоритет отдавался калибровочным мероприятиям, которые наиболее важны для подготовки приборов к работе у Юпитера, при этом учитывалась уникальность возможности или её возможность быть запланированной позже в пути». Хотя встреча с Землёй потребовала значительной подготовки, по сложности она относительно проста по сравнению с тем, что ждёт Juice у Юпитера. Аппарат должен совершить 35 пролётов мимо крупных спутников газового гиганта — Ганимеда, Каллисто и Европы.

Планирование этих встреч началось за годы до их осуществления. Для пролётов у Европы обсуждения режима работы приборов велись примерно 10 лет и будут продолжаться до тех пор, пока Juice наконец не пролетит мимо этой луны в начале 2030-х годов. Таким образом, Земля служит важной репетицией. Учёные могут использовать пролёт для калибровки приборов, изучения их поведения в космических условиях (где они всегда работают немного иначе, чем на Земле) и совершенствования инструментов, которые затем будут применяться при анализе данных.

Встречи с ледяными спутниками Юпитера будут требовать гораздо большего с научной точки зрения. К тому времени Juice должен быть готов захватить как можно больше высококачественной информации во время каждого ценного пролёта.

Juice исследует магнитный хвост Земли

Аппарат также несколько дней прошёл через магнитный хвост Земли — длинное продолжение магнитного поля планеты, вытянутое в противоположном от Солнца направлении. Это дало Juice возможность измерить магнитные поля и заряженные частицы далеко от Земли. В то же время европейско-китайская миссия Smile наблюдала северные сияния, измеряя поля и частицы гораздо ближе к планете.

Совмещение измерений Juice и Smile может дать учёным редкую возможность связать активность глубоко в магнитном хвосте Земли с событиями, происходящими в приполярных областях планеты. Учёные ожидают опубликовать изображения и спектры от некоторых приборов Juice в ближайшие недели, после того как данные дойдут до Земли и команды инструментов успеют их оценить. В числе ожидаемых результатов — высокоразрешающие снимки Земли и Луны, сделанные научной камерой JANUS.

Juice ещё раз вернётся к Земле

Juice ещё не завершил взаимодействие с Землёй. В январе 2029 года аппарат вернётся для третьего и последнего пролёта мимо нашей планеты. Эта встреча выведет Juice на окончательную траекторию, необходимую для достижения Юпитера в 2031 году.

Европейский зонд Juice — следующая амбициозная миссия человечества в дальнюю Солнечную систему. Он выполнит детальные наблюдения газового гиганта Юпитера и его трёх крупных океаносодержащих лун — Ганимеда, Каллисто и Европы. Миссия характеризует эти луны с помощью мощного набора дистанционных, геофизических и in situ приборов, чтобы узнать больше об этих привлекательных целях как потенциальных средах для прошлой или нынешней жизни. Juice будет подробно изучать сложные магнитные, радиационные и плазменные условия Юпитера и их взаимодействие с луными, рассматривая систему Юпитера как архетип систем газовых гигантов во Вселенной. Juice был запущен с космодрома Арианспейс в Куру в апреле 2023 года на ракете Ariane 5. Он совершает восьмилетнее перелётное путешествие с гравитационными манёврами у Земли и Венеры, чтобы добраться до Юпитера. Находясь у Юпитера, аппарат выполнит 35 пролётов мимо трёх крупных лун в ходе орбитальной работы, а затем сменит орбиту на орбиту вокруг Ганимеда.