Evropská sonda JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) vypuštěná vloni v dubnu, která má studovat ledové měsíce planety Jupiter, se na přelomu 19. a 20. srpna vrátí k Zemi. Operátoři v pozemním středisku pečlivě naplánovali její dráhu tak, aby se stala první sondou v historii, které provede gravitační manévr u Měsíce a hned poté i u Země samotné. 19. srpna ve 23:16 SELČ proletí 700 kilometrů od Měsíce a skoro přesně o 24 hodin později, 20. srpna ve 23:57 SELČ se dostane k Zemi na 6 807 km. Při průletu dojde k úpravě oběžné dráhy sondy kolem Slunce. JUICE se totiž má k Jupiteru dostat „zkratkou“, která vede kolem Venuše. A právě kvůli navedení sondy k Venuši je tento manévr určen. Evropská kosmická agentura vypracovala přehledný souhrn základních informací o této události, který najdete přeložený v tomto článku.
Co se děje?
Historicky první dvojitý gravitační manévr, při kterém sonda využije Měsíc i Zemi, ale i celkově první dvojitý gravitační manévr vůbec. Jeho úkolem je pozměnit rychlost a směr sondy JUICE, aby se upravila její dráha kolem Slunce. Je to ale docela odvážný kousek. Sebemenší chybička by mohla dostat sondu mimo požadovaný kurs a v extrémním případě by to byl konec celé mise. Tento gravitační manévr je (hned po startu vloni v dubu) prvním krokem k tomu, aby sonda protančila Sluneční soustavou a mohla doletět k Jupiteru. Během průletu Měsíc i Země ohnou dráhu sondy v prostoru, zpomalí ji a nasměrují tak, aby mohla v srpnu 2025 provést gravitační manévr u Venuše. Od té chvíle se její energie a rychlost začnou zvyšovat a sonda po zmíněném průletu kolem Venuše provede ještě dva gravitační manévry u Země (v září 2026 a v lednu 2029).
Zdroj: https://www.esa.int/
Překlad: Dušan Majer
Proč k tomu musí dojít?
Průměrná vzdálenost Jupiteru od Země je zhruba 800 milionů kilometrů. Pokud bychom neměli nějakou supersilnou raketu, tak by poslání sondy JUICE přímo k obří planetě vyžadovalo neskutečných 60 tun palubních pohonných látek! V takovém případě by sonda musela nést ještě další pohonné látky, aby mohla po příletu k Jupiteru dostatečně zpomalit a vstoupit na jeho oběžnou dráhu. Pokud by to neudělala, tak by kolem planety jen proletěla a vydala by se zpět do meziplanetárního prostoru. JUICE to proto bere oklikou, využívá gravitace ostatních planet a pečlivě upravuje svou dráhu, aby mohla k Jupiteru dorazit přesně tou správnou rychlostí a ve správném směru.
Zdroj: https://www.esa.int/
Tato mimořádně komplexní a neustále se vyvíjející cesta byla v průběhu posledních dvaceti let pečlivě naplánována týmem zodpovědným za analýzu mise. Pro leckoho nelogické rozhodnutí sondu při průletu kolem Měsíce a Země zpomalit, je ve skutečnosti efektivnější, než se snažit ji tímto průletem urychlit. Pokud by se totiž při tomto průletu sonda urychlila a zamířila k Marsu, musela by pak dlouho čekat na další příležitost ke gravitačnímu manévru. Aktuální brzdící manévr je tedy možností, jak sondu poslat na zkratku přes vnitřní oblasti Sluneční soustavy.
Jak k tomu dojde?
Zdroj: https://www.esa.int/
Operátoři mise již doladili dráhu sondy JUICE a ujistili se, že nejprve správně proletí kolem Měsíce a o den později, v přesně danou chvilku, při správné rychlosti a letu správným směrem, proletí kolem Země. Experti jsou si jistí úspěchem, ale je to riskantní výzva, které zatím ještě žádná kosmická mise nečelila. Jak shrnul provozní manažer sondy JUICE, Ignacio Tanco: „Je to jako když musíte velice rychle projet hodně úzkou uličkou. A vy sešlápnete plyn až k podlaze a rezervu na každé straně silnici máte jen pár milimetrů.“ JUICE se velice přiblíží jak k Měsíci, tak i k Zemi, což znamená, že při všech navigačních manévrech je nutná přesnost v reálném čase. Od 17. je JUICE v nepřetržitém kontaktu s pozemními stanicemi po celém světě, což potrvá do 22. srpna. Každou sekundu její cesty, ve dne i v noci, budou operátoři pečlivě sledovat údaje přicházející ze sondy a případně provádět drobné úpravy potřebné k udržení jejího správného kurzu.
Věda navíc!
Zdroj: https://pbs.twimg.com
Jako kdyby manévr sondy JUICE v těsné blízkosti dvou velkých kosmických překážek nebyl málo! ESA navíc při průletu JUICE kolem Měsíce a Země aktivuje deset vědeckých přístrojů na sondě. Průlet kolem Měsíce a Země poskytuje týmům zodpovědným za přístroje prvotřídní testovací prostředí pro sběr a analýzu dat skutečného povrchu kosmického tělesa z kosmického prostoru. Pro některé přístroje je to dokonce jediná příležitost provést určitá měření během celé osmileté cesty sondy JUICE k Jupiteru! Vědci a inženýři tak dostanou možnost zkalibrovat své přístroje, vyladit případné zbývající problémy a kdo ví, třeba se jim podaří učinit i nějaké překvapivé vědecké objevy.
Průlet kolem Měsíce a Země je mimořádně důležitý především pro přístroj RIME (Radar for Icy Moon Exploration), protože data z něj jsou rušena elektronickým šumem uvnitř sondy. Průlet kolem Měsíce, ke kterému dojde v noci na 20. srpna, je pro tým RIME jednou z mála příležitostí, jak před příletem k Jupiteru ověřit, jak tento šum ovlivňuje výkon přístroje. Během největšího přiblížení k Měsíci bude mít RIME osm minut na samostatné pozorování, přičemž ostatní přístroje budou buď vypnuty, nebo nastaveny do tichého režimu. Na základě těchto pozorování bude tým RIME pracovat na algoritmu pro odstranění problému s šumem.
Zdroj: https://www.media.inaf.it/
Mohu to někde sledovat?
JUICE proletí nad hlavou jen pár šťastlivcům, kteří se budou dívat z oblasti jihovýchodní Asie a přilehlých částí Tichého oceánu. Pokud se v této oblasti nacházíte, pak určitě sáhněte po výkonném binokuláru a nebo rovnou klasickém teleskopu. S jejich pomocí budete mít tu nejlepší šanci sondu spatřit. Data o trajektorii můžete najít zde. Během průletu kolem Měsíce a Země budou aktivní i dvě palubní inženýrské kamery. Jejich snímky budou veřejně sdíleny především na sociálních sítích, ale i na blogu Rocket Science hned, jakmile dorazí na Zemi.
Přeloženo z:
https://www.esa.int/
Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/juice_flies_by_earth2/26253751-1-eng-GB/Juice_flies_by_Earth.png
https://www.esa.int/…/24641025-9-eng-GB/Juice_s_journey_to_Jupiter.jpg
https://www.esa.int/…/24683420-1-eng-GB/Galileo_plaque_unveiled_on_Juice_spacecraft.jpg
https://www.esa.int/…/24680533-1-eng-GB/Juice_comes_to_life_artist_s_impression_pillars.jpg
https://pbs.twimg.com/media/FtwTXmZWYAEk_9F?format=jpg&name=large
https://www.media.inaf.it/wp-content/uploads/2023/05/antenna-rime-scaled.jpg
Ale taneček sluneční soustavou!
(Dušane, v info grafice máš u Venuše 2024)
Díky moc, zkusím to orpavit.
A to vše jen proto, že nemáme dostatečně silný a levný nosič.
Četl jsi ten článek? Tady nejde o silnou raketu, ale aby sonda u Jupitera byla schopna zakotvit, ne proletět.
Tady jde o to, že nemá dost paliva na to, aby to mohla udělat přímo a tak se využívají tyto gravitační manévry. Pokud by byla sond třeba o 50 tun těžší, tak by tam asi už dávno byla zakotvena a mohla realizovat svůj vědecký program. Navíc by se tím ušetřilo spoustu práce a tím pádem financí na další projekty.
Vzhledem k tomu, že ta padesátitunová sonda by se možná nevešla do současných testovacích komor a mohlo by být komplikovanější ji přepravovat, tak tomu „větší je levnější“ moc nevěřím.
Navíc by to dopadlo jako vždy, když se najde úspornější technologie – Udělá se toho víc. Sonda se nacpe přístroji a bude víc manévrovat u cíle (v tomto případě třeba přelétávat mezi orbitami jednotlivých měsíců a ne jen dělat průlety). Pro vědu určitě fajn, že se toho víc dozvíme, ale nakonec se ty mnohonásobné manévry po Sluneční soustavě budou provádět tak jako tak.
Myslím, že to není pouze otázka silného a levného nosiče. Ale že silný nosič typu Super Heavy – Starship (pokud přejde do rutinního provozu) pořádně zamíchá i s planetárním výzkumem, o tom nemůže být nejmenších pochyb.
Kdyby do Super Heavy + Starship naložili druhý stupeň Falconu 9 (4 tuny prázdná hmotnost + 93 tun pohonných látek + 6 tun JUICE = 103 tun dohromady) a vypustili to na nízké parkovací dráze kolem Země v lednu 2029 (poslední průlet kolem Země podle aktuálního plánu), tak by snad tu sondu k Jupiteru museli dostat. A možná ještě mnohem dál.
Bohužel jsem nikde nedohledal rychlosti příletu a úhly otočení při jednotlivých gravitačních manévrech JUICE. Před 30 lety jsem tyhle údaje někde stáhl pro sondy Voyager a měl je vytištěné a vložené v úžasné knize Zdeňka Pokorného „Příběh nesmrtelných poutníků“. Naprogramoval jsem si to tenkrát v primitivní počítačové grafice, koukal na to a úplně mě to fascinovalo. Trochu mi dalo zabrat než jsem zvládnul přechody z heliocentrické soustavy do soustav jednotlivých planet a zase zpátky, ale na všechno stačí Newtonův gravitační zákon, více netřeba.
Martin_V: Nominální trajektorii (nejen) pro sondu JUICE najdete na https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons/app.html , kde si můžete nechat s libovolným časovým krokem vygenerovat její souřadnice, vektory rychlosti a spoustu dalšího. Má to spoustu nastavení a musí se tím člověk trochu prohrabat, tak zkusím jen velmi rychlý návod:
Ephemeris type: Vector Table
Target body: JUICE
Coordinate Center: Solar System Barycenter (SSB)
To Martin_V – z odkazu pana Scheiricha jsem (snad správně) vydoloval, že po provedení gravitačního manévru odlétá sonda s rychlostí 11,14 km/s vůči středu Země. Delta-v Vámi uvedené sestavy je cca 8,25 km/s. Při „startu“ z LEO by to mělo znamenat (pokud se ChatGPT nezmýlil, úplně se mi to nechce přepočítávat), že by mělo jít dosáhnout rychlosti kolem 11,3 km/s vůči středu Země (počítáno jen z energetické bilance, takže v podstatě se zanedbáním ztrát spojených např. s nějakou změnou směru atp). Z mého pohledu z toho plyne, že ten gravitační tanec má velký smysl a ani hodně předimenzovaná raketa nás neposune zásadně dál. Chtělo by něco lepšího, než jen chemické motory :-).
tie mesiace nejak robia šarapatu 🙂
19. srpna ve 23:16 SELČ proletí 700 kilometrů od měsíce a skoro přesně o 24 hodin později, 20. května ve 23:57 SELČ se dostane k Zemi na 6 807 km.
Díky moc, opraveno.
Díky za připomenutí této velmi zajímavé mise a za překlad zprávy i obrázku. Tohle plánování složitých tras sluneční soustavou mě nepřestává fascinovat: jak fáze vymýšlení a plánování, tak kontrola a řízení později v reálném čase.
Přikládám odkaz na interaktivní diagram trasy, protože ten se dá přibl
…přiblížit:
https://www.cosmos.esa.int/web/juice/trajectory-browser
(Pardon, nějak mi zablbnul prohlížeč a odeslal příspěvek původně přerušený)
Díky za odkaz!
Pokud jde o pozorování sondy od nás, tak včera skončilo období, kdy to bylo možné. Dnes bude ve vzdálenosti 1,5°od Měsíce v úplňku a od zítra bude nenávratně na jížní obloze
Díky moc za doplnění informací!
Docela by mne zajímalo co by těmto drahám říkal takový Kepler.