Первым космическим аппаратом, использовавшим гравитационный манёвр, был «Маринер-10» НАСА в 1974 году. Он использовал гравитационный манёвр с Венеры, чтобы достичь Меркурия. Теперь подобный манёвр является важнейшей частью современных космических путешествий.
Последним космическим аппаратом, использующим гравитационный манёвр, стал космический аппарат JUICE Европейского космического агентства (ЕКА).
ЕКА запустило свой космический аппарат JUICE 14 апреля 2023 года. Его конечная цель — система Юпитера и её ледяные луны — Европа, Каллисто и Ганимед. Но это долгое путешествие, и космический аппарат решил сократить путь, пролетев рядом с Землёй и Луной и используя их гравитацию, чтобы набрать скорость и изменить траекторию.
Это первый космический аппарат, когда-либо использовавший Землю и Луну для гравитационной пращи, и он сделал несколько снимков, чтобы поделиться с нами.
JUICE расшифровывается как Jupiter Icy Moons Explorer, и его миссия заключается в изучении трёх лун с предполагаемыми океанами, погребёнными под слоями льда. Ему предстоит долгий путь, а в длительных миссиях экономичное использование ракетного топлива имеет решающее значение. Этот манёвр-«праща» между Землёй и Луной направлен на экономию топлива.
«Пролёт с гравитационным манёвром прошёл безупречно, всё прошло без заминок, и мы были очень рады увидеть, как JUICE возвращается на таком небольшом расстоянии от Земли», — говорит Игнасио Танко, менеджер по эксплуатации космического аппарата.
Во время своего максимального сближения с Землёй JUICE прошёл над Юго-Восточной Азией и Тихим океаном на высоте всего 6840 км. Это был рискованный манёвр, но он позволил сэкономить от 100 до 150 кг топлива.
Этот пролёт Луны и Земли — не единственный гравитационный манёвр JUICE. В августе следующего года он пролетит мимо Венеры, а 26 сентября и в январе 2029 года — мимо Земли. Все эти гравитационные манёвры придадут JUICE импульс для путешествия к Юпитеру. JUICE достигнет Юпитера в 2031 году, и благодаря всем этим манёврам у него останется больше топлива, когда он туда доберётся.
«Благодаря очень точной навигации, выполненной командой ESA Flight Dynamics, нам удалось использовать лишь малую часть топлива, зарезервированного для этого пролёта. Это увеличит запас, который мы оставим на чёрный день или для продления научной миссии после прибытия к Юпитеру», — сказал Игнасио Танко, руководитель космических операций миссии JUICE.
Современные орбитальные аппараты изобилуют научными приборами, антеннами и камерами. JUICE не является исключением. Среди всех своих приборов и научных камер он несёт две камеры мониторинга, которые называются JMC, или JUICE Monitoring Cameras. Это камеры с разрешением 1024×1024 пикселя и разными полями зрения. Их задача — следить за стрелами и антеннами космического аппарата, и их работа была особенно важна, когда они были развёрнуты после запуска.
Во время пролёта JUICE использовал свои JMC для получения изображений Земли и Луны.
Для сбора научных данных с Земли использовались восемь из десяти инструментов, а для Луны — все десять.
«Время и место этого двойного пролёта позволяют нам тщательно изучить поведение инструментов JUICE», — объясняет Клэр Валлат, научный сотрудник по эксплуатации Juice.
Основная научная камера JUICE — JANUS, оптическая камера высокого разрешения. Её роль заключается в получении детальных изображений поверхности Ганимеда, Каллисто и Европы. Команда JUICE использовала JANUS для получения более 400 предварительных изображений Земли и Луны.
«После более чем 12 лет работы над предложением, созданием и проверкой прибора это первая возможность увидеть воочию данные, аналогичные тем, которые мы будем получать в системе Юпитера начиная с 2031 года», — говорит Паскуале Палумбо, исследователь из INAF в Риме и главный исследователь группы, которая разработала, протестировала и откалибровала камеру Janus.
«Несмотря на то, что пролёт планировался исключительно для облегчения межпланетного путешествия к Юпитеру, все приборы на борту зонда воспользовались пролётом вблизи Луны и Земли для получения данных, проверки операций и методов обработки — нашим преимуществом было то, что мы уже знаем, что наблюдаем», — сказал Палумбо.
Эти снимки, сделанные на ранней стадии миссии, разжигают наш аппетит перед тем, как через семь лет начнётся настоящее веселье. JUICE достигнет системы Юпитера в июле 2031 года и совершит 35 пролётов над ледяными лунами газового гиганта. Затем, в декабре 2034 года, он выйдет на орбиту вокруг Ганимеда.
Появляется всё больше доказательств того, что на Европе, Ганимеде и Каллисто есть тёплые солёные океаны, погребённые под толстым слоем льда. Это главные цели в поисках жизни. Но, к сожалению, мы не знаем наверняка, могут ли они поддерживать жизнь и существуют ли океаны вообще.
Надеемся, что JUICE сможет рассказать нам об этом. Но он не смог бы этого сделать без этих рискованных манёвров на ранней стадии полёта.
