8640 kilometrów nad Ziemią – sonda JUICE nabierze prędkości w drodze do Jowisza

Eksploracja zewnętrznych rejonów Układu Słonecznego od dekad opiera się na umiejętnym wykorzystaniu mechaniki nieba. Bezpośredni lot do gazowych olbrzymów wymagałby wyniesienia dziesiątek ton paliwa, co przy obecnej technologii rakietowej jest logistycznie i ekonomicznie niewykonalne. Standardem w misjach międzyplanetarnych, takich jak programy Voyager, Cassini czy Galileo, stały się asysty grawitacyjne, pozwalające jednostkom badawczym „pożyczać” energię orbitalną od mijanych planet w celu modyfikacji własnego wektora prędkości.

Misja JUpiter ICy moons Explorer (JUICE), realizowana przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA), kontynuuje tę tradycję, realizując jedną z najbardziej złożonych trajektorii w historii europejskiej astronautyki. Sonda, wystrzelona 14 kwietnia 2023 roku z kosmodromu Kourou na rakiecie Ariane 5, zmierza ku Jowiszowi, jednak jej droga nie jest liniowa. Kluczowym etapem tej podróży będzie zaplanowany na 28 września 2026 roku bliski przelot obok Ziemi. O godzinie 13:45 CEST aparat znajdzie się w najniższym punkcie nad Oceanem Indyjskim, na wysokości zaledwie 8640 kilometrów. Interakcja z polem grawitacyjnym naszej planety zmieni kierunek lotu sondy o około 20 stopni oraz zwiększy jej prędkość względem Słońca o 3,5 km/s.

Operacja ta niesie ze sobą istotne wyzwania techniczne. Tuż przed największym zbliżeniem, od godziny 21:24 CEST 27 września do 06:03 CEST 28 września, JUICE znajdzie się w cieniu Ziemi. Przez 8 godzin i 39 minut ogromne panele słoneczne sondy nie będą generować energii, co wymusi przejście systemów pokładowych na zasilanie wyłącznie z akumulatorów. Zespół operacyjny pod kierownictwem Ignacio Tanco musiał precyzyjnie zaplanować harmonogram pracy dziesięciu instrumentów naukowych, aby uniknąć krytycznego rozładowania baterii, przy jednoczesnym wykonaniu zaplanowanych pomiarów i testów nawigacji optycznej.

Manewr z 2026 roku jest trzecią z czterech zaplanowanych asyst. Poprzedziły go unikalny w skali światowej podwójny przelot Księżyc-Ziemia (LEGA) w sierpniu 2024 roku oraz zbliżenie do Wenus w sierpniu 2025 roku. Każda taka operacja pozwala zaoszczędzić od 100 do 150 kilogramów pędni. Dzięki temu, po dotarciu do układu Jowisza w lipcu 2031 roku, sonda zachowa zapas paliwa pozwalający na wejście na orbitę wokół Ganimedesa. Będzie to pierwszy przypadek w historii, gdy ziemski aparat stanie się sztucznym satelitą księżyca innej planety. Dane zebrane podczas przelotów, w tym obrazy z kamer monitorujących JMC, służą również do kalibracji instrumentów, które w przyszłości zbadają potencjalne habitaty pod lodowymi skorupami Europy i Kallisto.