Europa Clipper готовится совершить гравитационный маневр у Марса
Миссия Europa Clipper, запущенная NASA 14 октября 2024 года с помощью ракеты SpaceX Falcon Heavy, представляет собой амбициозный проект, направленный на изучение системы Юпитера, в частности его спутника Европы, который считается одним из наиболее вероятных мест в Солнечной системе для поиска внеземной жизни. Путешествие к Юпитеру, находящемуся в пять раз дальше от Солнца, чем Земля, требует сложных маневров и тщательного планирования. Одним из ключевых этапов этого путешествия станет гравитационный маневр у Марса, который произойдет 1 марта 2025 года.
Гравитационный маневр у Марса
1 марта 2025 года космический аппарат Europa Clipper приблизится к Марсу на расстояние 884 километра от поверхности. Этот маневр, известный как гравитационный, позволит аппарату использовать притяжение Красной планеты для изменения своей траектории и скорости.
В момент максимального сближения, которое произойдет в 12:57 по восточному времени США, скорость аппарата относительно Солнца составит около 24,5 километра в секунду. После маневра скорость снизится до 22,5 километра в секунду, что позволит аппарату скорректировать свою орбиту вокруг Солнца.
Этот маневр будет критически важен для подготовки к следующему этапу миссии — гравитационному маневру у Земли, запланированному на декабрь 2026 года. Второй маневр придаст аппарату дополнительное ускорение, необходимое для достижения Юпитера. Без помощи гравитации Марса и Земли миссия потребовала бы значительно больше топлива, что увеличило бы вес и стоимость аппарата, либо значительно удлинило бы время полета.
Научные возможности пролета
Помимо навигационных целей, пролет мимо Марса предоставит уникальную возможность для научных исследований. Ученые миссии используют этот момент для тестирования двух ключевых научных приборов: тепловизора и радарного устройства. Примерно за день до максимального сближения тепловизор будет откалиброван, что позволит в последующие месяцы получить многоцветное изображение Марса. Эти данные будут переданы на Землю и обработаны учеными.
Во время самого максимального сближения будет проведен тест радарного прибора, который впервые будет протестирован в полной комплектации. Радарные антенны, из-за своих размеров и длины волн, не могли быть полностью протестированы на Земле до запуска, что делает этот тест особенно важным для проверки их работоспособности.
Планирование и коррекция траектории
Процесс планирования траектории Europa Clipper является сложной задачей, требующей точных расчетов и постоянной коррекции. Навигаторы Лаборатории реактивного движения NASA (JPL) используют серию маневров коррекции траектории (TCM), чтобы приблизить аппарат к орбите Марса.
Уже было проведено три таких маневра: в начале ноября 2024 года, в конце января и 14 февраля 2025 года. После пролета Марса планируется еще один TCM, чтобы убедиться, что аппарат движется по заданной траектории. Всего за время миссии, которая продлится до 2034 года, ожидается более 200 маневров коррекции.
Исторический контекст
Использование гравитационных маневров для экономии топлива и увеличения скорости космических аппаратов является стандартной практикой в космических миссиях NASA. Например, миссии Voyager 1 и Voyager 2, запущенные в 1977 году, успешно использовали гравитацию планет-гигантов для ускорения и сбора данных о них. Однако расчет таких маневров требует учета множества факторов, включая движение планет и геометрию Солнечной системы.
Пролет Europa Clipper мимо Марса станет важным этапом в подготовке к изучению системы Юпитера. Этот маневр не только позволит сэкономить топливо и время, но и предоставит уникальную возможность для научных исследований.
Успешное выполнение этого этапа миссии продемонстрирует высокий уровень планирования и координации, необходимый для таких сложных космических проектов. Следующий ключевой этап миссии — гравитационный маневр у Земли в 2026 году, который станет последним толчком перед выходом аппарата на траекторию к Юпитеру, куда он должен прибыть в апреле 2030 года.