Между 19 и 20 августа 2024 года миссия ЕКА JUpiter ICy moons Explorer (JUICE), запущенная 14 апреля 2023 года и направляющаяся к системе Юпитера, вернется домой.
Причина «возвращения» — выполнение маневра гравитационной помощи. Однако этот манёвр не будет похож ни на один из уже выполненных: это первый в истории манёвр двойной гравитационной помощи и первый пролет Луны и Земли, названный LEGA (Lunar-Earth Gravity Assist).
Сначала зонд JUICE пролетит над Луной, а затем над Землей, совершив двойной манёвр, который изменит его скорость и направление, чтобы изменить траекторию полета и подтолкнуть его к Юпитеру. Амбициозное предприятие, первое в истории и очень деликатное: малейшая ошибка может необратимо отклонить зонд.
Что произойдет?
Операторы миссии уже изменили траекторию движения JUICE, чтобы обеспечить его прибытие сначала на Луну, а затем на следующий день на Землю, в точно заданное время, с точно заданной скоростью и в точно заданном направлении.
JUICE пройдет очень близко к Луне и Земле, а это значит, что во всех навигационных маневрах требуется точность в реальном времени. С 17 по 22 августа JUICE будет находиться в непрерывном контакте с наземными станциями по всему миру. Каждую секунду пути, днем и ночью, операторы будут внимательно следить за данными, поступающими от зонда, и вносить любые небольшие коррективы, необходимые для поддержания его на заданном курсе.
Тем временем две бортовые камеры наблюдения Juice сделают снимки во время пролета Луны и Земли. По словам ЕКА, они будут обнародованы сразу после поступления на Землю.
Возможно, немногие счастливчики смогут увидеть пролет JUICE над Юго-Восточной Азией и Тихим океаном. Мощный бинокль или телескоп помогут наблюдать за ним.
Во время двойного пролета система Луна-Земля изменит траекторию движения JUICE в космосе, затормозит его и перенаправит на пролет Венеры в августе 2025 года.
Почему это необходимо?
Юпитер находится в среднем в 800 млн км от Земли. Даже с огромной ракетой-носителем отправка JUICE прямо к газовому гиганту без каких-либо гравитационных маневров потребовала бы неподъемного количества топлива на борту ракеты, которое оценивается в 60 000 кг.
Кроме того, JUICE пришлось бы взять с собой еще одно невозможное количество топлива, чтобы замедлиться настолько, чтобы выйти на орбиту Юпитера после прибытия.
Поэтому зонд использует гравитацию других планет, чтобы шаг за шагом корректировать свою траекторию в космосе и убедиться, что он прибудет в систему Юпитера с нужной скоростью и направлением. Этот невероятно сложный и постоянно меняющийся маршрут был тщательно спланирован специальной группой анализа миссии JUICE в течение последних 20 лет.
После пролета Венеры в августе 2025 года последуют еще два пролета Земли — в сентябре 2026 года и январе 2029 года, и, наконец, прибытие в систему Юпитера в июле 2031 года.
Было решено использовать пролет Луна-Земля, чтобы замедлить JUICE, а не ускорить его на данном этапе его путешествия. Ведь если бы JUICE ускорился и устремился к Марсу, ему пришлось бы долго ждать следующего пролета планеты. Этот первый манёвр «торможения» был описан ЕКА как способ сократить путь во внутренней части Солнечной системы.
Научные инструменты JUICE также будут активны
Во время двойного пролета в августе 2024 года ЕКА задействует все десять научных инструментов на борту JUICE. Они будут включены, а затем выключены во время пролета Луны 19 августа и пролета Земли на следующий день.
Пролет Луны и Земли представляет собой исключительную испытательную лабораторию для команды миссии, в которой впервые будут собраны и проанализированы данные с помощью приборов JUICE с реальной поверхности в космосе. Для некоторых приборов это единственная возможность провести определенные измерения в течение всего восьмилетнего путешествия к Юпитеру.
Таким образом, ученые и инженеры смогут откалибровать свои приборы, решить все оставшиеся проблемы и собрать потенциально важные с научной точки зрения данные.
Пролет будет особенно важен для радарного прибора RIME (Radar for Icy Moon Exploration), установленного на JUICE, поскольку в настоящее время собираемые им данные нарушаются из-за электронных шумов внутри зонда. Пролет над Луной 19 августа — одна из немногих возможностей до прибытия на Юпитер для команды проекта RIME проверить, как этот шум влияет на работу прибора.
Во время максимального сближения с Луной у RIME будет восемь минут для наблюдений в одиночку, при этом остальные приборы будут выключены или переведены в бесшумный режим. На основе этих наблюдений команда RIME разработает алгоритм для устранения проблемы шума.