목요일(4월 13일) 발사 예정인 Jupiter Ice Explorer(JUICE)는 2031년 7월에 우주선이 가스 거인에 도달할 것으로 예상되는 목성까지의 8년 여정에 있습니다.
유럽 우주국(ESA) 우주선이 감시할 것입니다. 목성 그리고 바다를 둘러싸고 있는 세 개의 큰 위성인 가니메데, 칼리스토, 유로파 목성계에 대해 자세히 설명하십시오.
목성은 회전하고, 중간에 (새 탭에서 열기)그리고 지구에서 약 4억 4400만 마일(7억 1500만 킬로미터) 떨어져 있으므로 거대한 행성으로 홉, 건너뛰기 및 점프하는 것 이상임이 분명합니다. 그러나 다른 임무는 지구에서 목성까지의 여행을 그것보다 훨씬 빠르게 만들었습니다. 주스 할 것이다.
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결과적으로 목성까지의 여행 시간을 결정하는 주요 요인 중 하나는 우주선이 가스 거인 옆을 지나갈 것인지 아니면 상대적으로 장기간의 임무를 수행하여 궤도에 진입할 것인지 여부입니다.
지구에서 목성까지 여행한 최초의 우주선은 NASA였습니다. 개척자 10는 1972년 3월 3일에 발사되어 1973년 12월 3일에 목성 상공을 비행하여 640일 만에 거대 가스 행성에 도달했습니다. 파이오니어 11호는 저공비행에서 가장 빨랐으며, 불과 606일 만에 목성에 도달했습니다.
그런 다음 목성의 중력에 잡히기 위해 여행이 끝날 때 충분히 천천히 이동해야 하기 때문에 호버크라프트보다 더 신중해야 하는 궤도선이 있습니다. JUICE는 8년 동안 깊은 우주를 여행하게 됩니다. NASA 대리점 갈릴레오 탐사선은 1989년 10월에 발사되어 1995년 12월에 궤도에 도달하여 목성을 여행하는 데 약 6년이 걸렸습니다. 주노 2011년 8월 발사된 우주선은 2016년 7월 목적지에 도착했다.
목성의 궤도 이동 시간의 이러한 차이는 몇 가지 요인에서 비롯됩니다. 예를 들어, 사이의 거리 땅 그리고 목성은 시간이 지남에 따라 크게 변합니다. 또한 궤도선 임무는 거대한 행성으로 직접 이동하지 않습니다. 그들은 내부 태양계 주변의 경치 좋은 경로를 여행하고, 속도를 높이기 위해 다른 행성 위를 날아가고, “중력 지원” 경로를 개척합니다.
예를 들어, 갈릴레오는 금성, 지구, 심지어 소행성 가스프라까지 중력의 도움을 받아 거대 가스 행성에 도달하기 위해 약 40억 킬로미터를 여행했습니다. JUICE도 비슷한 전략을 사용할 것입니다.
ESA 과학자 알레산드로 아치(Alessandro Atzi)는 JUICE에서 “발사 1년 후부터 시작하여 달과 지구, 그리고 두 물체의 중력 보조를 동시에 받아 복잡한 중력 보조 기동의 복잡한 순서를 수행할 것”이라고 말했다. 임무에 대한 기자 회견. 4월 6일 “그러면 금성에 중력 지원이 있습니다. [and] 지구의 중력은 그들이 2026년과 2029년에 2031년 7월에 목성에 도달하도록 도왔습니다.”
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중력 지원이란 무엇입니까?
중력의 도움 우주선의 추진력을 높일 수 있는 항공 기술입니다. 미션 플래너는 중력 보조 장치를 사용하여 우주선을 직선 경로로는 불가능한 여행으로 보냅니다. 예를 들어 많은 연료가 필요합니다.
중력 지원은 우주선에서 추진력을 “훔치는” 데에도 사용할 수 있습니다. 갈릴레오 임무가 적절한 사례입니다. NASA 우주선은 화산 앞을 비행하여 목성에 비해 에너지를 낮췄습니다. 조비안 문 아요. 추력은 우주선의 속도를 높이거나 낮추는 데 사용되므로 에너지를 훔치기 위해 중력을 지원하면 우주선이 궤도에 진입하는 데 필요한 연료의 양을 줄일 수 있습니다.
중력 어시스트는 중력 위치 에너지와 운동 에너지 사이를 전환하여 언덕 아래로 굴러가는 공과 유사한 방식으로 작동합니다. 행성 학회 설명 (새 탭에서 열기). 우주선이 행성에 접근하면 천체의 중력 속으로 떨어져 운동 에너지를 얻고 중력 위치 에너지를 잃으면서 가속한다. 그런 다음 우주선은 우주선이 행성을 통과하는 거리를 변경하여 수정할 수 있는 새로운 궤적으로 행성을 떠납니다. 따라서 행성 저공 비행은 우주선에 “새총 효과”를 주어 제한된 연료 공급을 최대한 활용할 수 있도록 합니다.
JUICE는 그러한 우주선 중 하나입니다.
“우리는 단순히 에너지가 충분하지 않습니다 [at launch] 보다 직접적인 궤도에 진입하기 위해 [around Jupiter]따라서 우리는 목성에 도달하기 위한 우주선의 힘을 점진적으로 증가시키기 위해 이러한 모든 중력 기동을 수행해야 합니다.”
우주선에 주어진 여분의 에너지는 행성의 움직임과 같은 어딘가에서 와야 합니다. 그러나 우주선과 행성 사이의 질량 차이는 너무 커서 행성에서의 감속은 실제로 측정하기에는 너무 작습니다.
예를 들어, 파일 행성 학회 라고 NASA의 보이저 1호가 1979년 목성의 중력을 이용한 저공비행을 했을 때 이 거대한 가스는 궤도에서 초당 약 0.000000000000000000000010km 속도로 느려졌다. 보이저 1호 초당 10km의 속도 향상을 얻었습니다.
내부 행성이 도움을 줍니다. 주스의 중력이 도움이 됩니다.
목성에 도달하기 위해 JUICE는 내부 태양계에 대한 총 4개의 중력 지원을 받게 됩니다. 달지구와 금성. (2017년에 유럽 우주국은 목성에 도달하기 약 3년 전에 화성에서 다섯 번째이자 마지막 중력 지원을 제안했지만 더 이상 계획에 없습니다.)
JUICE는 첫 번째 태양 궤도를 완료한 후 2024년 8월에 첫 번째 중력 지원으로 향할 것이며 이것은 ESA 우주선과 일반적으로 우주 탐사에 매우 특별할 것입니다. 이것은 공식적으로 LEGA(Lunar-Earth Gravity Assist)라고 불리는 공동 달-지구 중력 지원이 될 것이며, 이러한 작업이 수행된 것은 이번이 처음입니다.
Atzi는 “첫 번째는 매우 어려울 것입니다. 지구 중력 지원이 아니라 달과 지구의 중력 지원이 될 것이기 때문입니다. 즉, 지구와 달을 동시에 통과해야 합니다.” 추가했습니다. “따라서 이것은 지금까지 수행된 가장 정확한 중력 보조 기동이 될 것입니다.”
JUICE의 다음 중력 지원은 1년 후인 2025년 8월에 우주선이 태양의 두 번째 행성인 금성에서 부스트를 받을 때 발생합니다.
우주선의 다음 두 중력 보조 장치는 모두 지구에서 올 것입니다. JUICE는 2026년 9월에 우리 행성을 통과한 다음 2029년 1월에 마지막으로 지구를 방문하여 목성에 도달하기 전 마지막으로 또 다른 중력 “차기”를 받게 됩니다.
하지만 JUICE를 돕는 귀여움은 그것으로 끝이 아닙니다. 과학 임무를 시작한 후에도 우주선은 가니메데, 유로파, 칼리스토 위성에 도달하기 위해 중력 보조를 수행해야 합니다. (JUICE는 처음에는 목성 궤도를 돌고 이 세 위성을 여러 번 통과합니다. 그런 다음 궤도에 진입합니다. 가니메데 2035년에는 지구가 아닌 달을 공전하는 최초의 탐사선이 된다.)
Atzi는 “중력 보조 장치는 정확해야 하지만 임무 통제에 매우 유능한 인력이 있으며 그들은 이러한 기동에 익숙합니다.”라고 덧붙였습니다.