El jueves (13 de abril), las lunas heladas de Júpiter (JUICE) comenzarán un viaje de ocho años a Júpiter, y se espera que la nave espacial llegue al gigante gaseoso en julio de 2031.
Una nave espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA) realizará observaciones Júpiter y sus tres grandes lunas oceánicas, Ganímedes, Calisto y Europa — describiendo el sistema Hovian en detalle.
órbitas de Júpiter, de media (se abre en una pestaña nueva), a unos 715 millones de kilómetros (444 millones de millas) de la Tierra, por lo que claramente es más que un salto, un salto y un salto al planeta gigante. Pero otras misiones han hecho que el viaje de la Tierra a Júpiter sea mucho más rápido que eso. ESPERANZA voluntad
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Resulta que uno de los principales factores que dictan el tiempo de viaje a Júpiter es si la nave espacial volará junto al gigante gaseoso o entrará en órbita para una misión de duración relativamente larga.
La primera nave espacial en viajar de la Tierra a Júpiter fue la NASA Pionero 10:00, que se lanzó el 3 de marzo de 1972 y sobrevoló Júpiter el 3 de diciembre de 1973, lo que significa que llegó al gigante gaseoso en solo 640 días. Pioneer 11 fue aún más rápido en su trayectoria de vuelo, llegando a Júpiter en solo 606 días.
Luego están los orbitadores, que tienen que ser más deliberados que las naves voladoras porque tienen que moverse lo suficientemente lento al final del camino para ser capturados por la gravedad de Júpiter. JUICE viajará por el espacio profundo durante ocho años. de la NASA galileo La sonda tardó unos seis años en viajar a Júpiter, se lanzó en octubre de 1989 y alcanzó la órbita en diciembre de 1995. Agencia uno la nave espacial se lanzó en agosto de 2011 y llegó a su destino en julio de 2016.
Tales variaciones en el tiempo de viaje orbital de Júpiter resultan de varios factores. Por ejemplo, la distancia entre País: y Júpiter fluctúa mucho con el tiempo. Además, las misiones orbitales no conducen caminos directos al planeta gigante; viajan por una ruta escénica alrededor del sistema solar, volando más allá de otros planetas para recuperar «ayudas de gravedad» que aumentan la velocidad y esculpen la trayectoria.
Por ejemplo, Galileo viajó alrededor de 2.500 millones de millas (4.000 millones de kilómetros) para llegar al gigante gaseoso, recibiendo ayuda gravitacional de Venus, la Tierra e incluso del asteroide Gaspra en el camino. JUICE empleará una estrategia similar.
La misión «realizará una secuencia compleja de maniobras de asistencia por gravedad un año después del lanzamiento, tomando asistencia gravitacional de la Luna y la Tierra, ambos cuerpos al mismo tiempo, para obtener energía adicional», dijo el científico de la ESA Alessandro Atzei en una rueda de prensa de JUICE. . 6 de abril: “Y luego tenemos un asistente de gravedad volando a Venus [and] La gravedad de dos Tierras más ayuda a Júpiter a alcanzar el distante julio de 2031 en 2026 y 2029”.
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¿Qué es la asistencia por gravedad?
La gravedad ayuda son técnicas de vuelo que pueden aumentar el impulso de una nave espacial. Los planificadores de misiones utilizan la asistencia por gravedad para enviar naves espaciales en viajes que no serían posibles en una ruta directa; requerirían demasiado combustible, por ejemplo.
El flujo propio también se puede utilizar para «robar» el impulso de una nave espacial. La misión Galileo es un ejemplo de ello. Una nave espacial de la NASA redujo su energía en relación con Júpiter al volar frente al volcán. Luna joviana Io. El propulsor se usa tanto para acelerar como para desacelerar la nave espacial, por lo que una asistencia de gravedad que roba energía podría reducir la cantidad de empuje que necesita una nave espacial para impulsarse a sí misma en órbita.
Gravity Assist funciona como una pelota que rueda cuesta abajo hacia un valle al convertir entre energía potencial gravitacional y energía cinética. explica la union planetaria (se abre en una pestaña nueva). Cuando una nave espacial se acerca a un planeta, cae en el pozo de gravedad del cuerpo celeste y gana energía cinética acelerando mientras pierde energía potencial gravitatoria. Luego, la nave espacial deja el planeta en una nueva trayectoria que se puede ajustar cambiando la distancia que recorre la nave sobre el planeta. Por lo tanto, los sobrevuelos interplanetarios pueden tener un «efecto de tirachinas» en las naves espaciales, ayudándolas a aprovechar al máximo sus suministros limitados de combustible.
JUICE es una de esas naves espaciales.
“Simplemente no tenemos suficiente energía [at launch] entrar en una órbita más directa [around Jupiter]entonces tenemos que hacer todas estas maniobras gravitatorias para aumentar gradualmente la energía de la nave espacial para llegar a Júpiter», dijo Atzey.
La potencia extra de la nave espacial tiene que venir de alguna parte, del movimiento del planeta. Sin embargo, la diferencia de masa entre la nave espacial y el planeta es tan grande que la desaceleración resultante del planeta es tan pequeña que es casi inconmensurable.
Por ejemplo: La Sociedad Planetaria dice cuando la Voyager 1 de la NASA hizo su sobrevuelo de Júpiter asistido por la gravedad en 1979, el gigante gaseoso redujo su órbita a aproximadamente 0,000000000000000000000000000010 kilómetros por segundo, mientras que; Viajero 1: consiguió una velocidad de 10 kilómetros por segundo.
Los planetas interiores se extienden. JUGO la gravedad ayuda
Júpiter recibirá 4 ayudas de gravedad del sistema solar interior para llegar a JUICE La lunaPaís y: Venus. (Recientemente, en 2017, la ESA proponía una quinta y última asistencia de gravedad desde Marte unos tres años antes de llegar a Júpiter, pero eso ya no está en los planes).
JUICE se dirigirá a su primera asistencia por gravedad en agosto de 2024 después de completar su primera órbita solar, y esto será muy especial para la nave espacial de la ESA y para la exploración espacial en general. Esta será una asistencia combinada de gravedad lunar y terrestre, oficialmente llamada Asistencia Gravitacional Lunar-Tierra (LEGA), la primera vez que se lleva a cabo una operación de este tipo.
“El primero será muy difícil porque no será solo la asistencia gravitacional de la Tierra, sino la gravedad Luna-Tierra, lo que significa que tendremos que pasar por la Tierra y la Luna al mismo tiempo”, agregó Atzey. «Así que esta será la maniobra de asistencia por gravedad más precisa jamás realizada».
La próxima asistencia de gravedad para JUICE tendrá lugar un año después, en agosto de 2025, cuando la nave espacial reciba un impulso de Venus, el segundo planeta desde el sol.
Los próximos dos asistentes de gravedad de la nave espacial vendrán de la Tierra. JUICE volará más allá de nuestro planeta en septiembre de 2026, luego hará una visita final a la Tierra en enero de 2029, cuando recibirá un «golpe gravitatorio» más, el último antes de llegar a Júpiter.
Sin embargo, ese no será el final de la asistencia de gravedad de JUICE. Incluso después de haber comenzado su misión científica, la nave espacial debe realizar una asistencia gravitatoria para llegar a las lunas Ganímedes, Europa y Calisto. (JUICE primero orbitará Júpiter, haciendo múltiples sobrevuelos de esas tres lunas. Luego entrará en órbita Ganímedes en 2035, convirtiéndose en la primera sonda en orbitar una luna que no sea la Tierra).
«Las medidas de gravedad tienen que ser precisas, pero tenemos gente muy capaz en el control de la misión y están acostumbrados a estos ejercicios», agregó Atzey.
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