Meyve suyu, Dünya’nın ilk Ay uçuşuna doğru hızla yanıyor

17 Kasım 2023’te ESA’nın Juice uzay aracı, Jüpiter’e yaptığı sekiz yıllık yolculuğunun en büyük ve en önemli manevralarından birini gerçekleştirdi.

Juice, ana motorunu kullanarak, gelecek yazın Dünya-Ay çifte çekim desteği için kendisini doğru yörüngeye oturtmak amacıyla güneşin etrafındaki yörüngesini değiştirdi; bu türünün ilk örneğiydi.

Manevra 43 dakika sürdü ve uzay aracının tüm yakıt rezervinin neredeyse %10’unu yaktı. Bu, Juice’un ana motorunun 2031’de Jüpiter sistemine varıncaya kadar kullanıldığı son zamanı işaretleyebilecek iki parçalı bir manevranın ilk kısmı.

Jüpiter misyonu hız kazanıyor

ESA’nın Jüpiter Buzlu Ay Kaşifi (Juice), 14 Nisan 2023’te Avrupa’nın Fransız Guyanası’ndaki uzay limanından fırlatıldı.

Dev gaz gezegeni ve onun okyanus taşıyan üç büyük uydusu Ganymede, Callisto ve Europa hakkında ayrıntılı gözlemler yapma görevinde.

Ancak Juice, Jüpiter sisteminin doğası ve olası yaşanabilirliği konusundaki araştırmalarına 2031 yılına kadar başlamayacak.

Jüpiter’e ulaşmak neden bu kadar uzun sürüyor? Kısa cevap, bunun Dünya ile Jüpiter arasındaki mesafeyle daha az ilgisi olduğu ve daha çok güneş sisteminden dışarıya doğru ilerlerken güneşin devasa çekim kuvvetine karşı savaşmakla ilgili olduğudur.

Juice, Europa Clipper, Galileo veya Juno gibi dev gaz gezegenlerine yapılacak görevler, eğer güneşin yerçekimini yenmek için gereken tüm enerjiyi kendi başlarına depolamak zorunda kalsaydı, dev yakıt tanklarından biraz daha fazlası olurdu.

Bunun yerine, yol üzerindeki çeşitli gezegenlerin güçlü çekim alanları boyunca sallanarak enerji kazanmak için “yerçekimi desteği” veya “yakından geçme” manevralarından yararlanırlar.

Ay için çekim

Juice’un ilk desteği, lansmanından bir yıldan fazla bir süre sonra, Ağustos 2024’te Dünya’ya döndüğünde ana gezegeninden gelecek.

Aslında, türünün ilk örneği olan bu uçuşta Juice, ilk olarak Ay’ın yanından geçerek ona ekstra bir vuruş yapacak ve 1,5 gün sonra gerçekleşecek Dünya’nın yanından geçişini daha da etkili hale getirecek.

Ancak bu ekstra destekle bile yerçekimi desteğinden en iyi şekilde yararlanmak için Juice’un Dünya-ay sistemine tam olarak doğru zamanda, doğru hızda ve doğru yönde ilerlemesi gerekiyor.

Bugünkü manevranın devreye girdiği yer burasıdır.

17 Kasım günü saat 16:10’da (CET), Juice’un ana motoru yaklaşık 43 dakika süren bir yanma gerçekleştirdi.

ESA’nın Almanya’daki ESOC görev kontrol merkezinde Uçuş Dinamiği Mühendisi Julia Schwartz, “Bu manevra yaklaşık 363 kg yakıt tüketti; yani Juice’un fırlattığı 3650 kg yakıtın neredeyse tam olarak %10’u” dedi.

Bu Juice’un şu ana kadarki en büyük manevrası. Bugüne kadar Juice, çoğunlukla sıkışmış RIME antenini serbest bırakmak için kullanılan bir dizi kısa yanmanın parçası olarak yalnızca yaklaşık 10 kg yakıt kullanmıştı.

“Bu, Juice’u gelecek yaz Dünya ve Ay ile karşılaşması için doğru yörüngeye oturtmak için yapılan iki bölümlü bir manevranın ilk kısmıydı. Bu ilk yanma işin %95’ini gerçekleştirdi ve Juice’un hızını neredeyse 200 m/s değiştirdi.” Julia’yı ekledi.

“Juice, yaklaşık 6.000 kg’lık toplam kütlesiyle şimdiye kadar fırlatılmış en ağır gezegenler arası uzay aracıdır, dolayısıyla bunu başarmak için çok fazla güç ve çok fazla yakıt gerekiyordu.”

“Birkaç hafta içinde, Juice’ın yeni yörüngesini analiz ettikten sonra, manevranın ikinci, çok daha küçük olan ikinci kısmını gerçekleştireceğiz. Manevrayı iki parçaya bölmek, motorun ikinci ateşlemesini kullanarak herhangi bir sorunu ortadan kaldırmamıza olanak tanıyor. İlkinin yanlışlıkları.”

Juice’un daha küçük iticilerini kullanan çok daha küçük ek bir manevra, Dünya’ya yaklaşma sırasındaki son ince ayar için Mayıs 2024’te gerçekleştirilebilir.

Ana motorun 2031 yılına kadar son kullanımı

Sekiz yıllık bir yolculuk için, yakıt rezervinizin %10’unu sadece 43 dakikada yakmak çılgınca görünebilir. Ancak tüm bu yakıtı şimdi yatırmak, gelecek yıllarda karşılığını verecektir.

Juice Uzay Aracı Operasyon Müdürü Ignacio Tanco, “Bu manevranın her iki kısmında da her şey yolunda giderse, 2031’de Jüpiter’in yörüngesine girene kadar ana motoru muhtemelen tekrar kullanmamıza gerek kalmayacak” diyor. “Şimdi ve o zaman arasındaki küçük yörünge düzeltmeleri için Juice’un daha küçük iticilerini kullanacağız.”

Ancak bu, şu an ile Juice’un Jüpiter’e varışı arasında ilginç bir şey olmayacağı anlamına gelmiyor. Tam tersi, yolculuk ilginç çünkü Juice’un ana motorunu tekrar ateşlemeden Jüpiter’e kadar gitmesine olanak tanıyor, uzay aracının ihtiyaç duyduğu yakıt miktarını azaltıyor ve bilimsel araçlarla dolu olmasına olanak tanıyor.

2024’teki Dünya-Ay çift uçuşundan sonra (Ay-Dünya Yerçekimi Desteği; LEGA olarak da bilinir), Juice ilk olarak 2025’te Venüs’ün yanından bir uçuş ve 2026 ve 2029’da Dünya’nın iki yakın geçişini daha gerçekleştirecek (her ikisi de Dünya’nın ek desteği olmadan) ay).

Ignacio, “Bugünkü manevra, Juice’un gelecek yıl çift uçuş için Dünya-ay sistemine doğru zamanda ulaşmasını sağlayacak” diye ekliyor.

“Ve Görev Analizi ekibimiz tarafından tasarlanan akıllı yörünge sayesinde, bu uçuş, ana motoru tekrar ateşlememize gerek kalmadan, onu diğerlerinin tümü için neredeyse mükemmel bir şekilde hizalayacak.”

Her geçişte, uzay aracı makul miktarda yakıt yakarak elde edilebilecek olandan daha fazla enerji kazanacak; bu enerji, güneşin yerçekimine karşı Jüpiter’e doğru tırmanmasına yardımcı olacak.

Ignacio, “Bu manevrayı bugün gerçekleştirmemiz çok önemliydi. Aksi takdirde, ihtiyacımız olan yeni yörüngeye ulaşmak için ne kadar yakıt yakmamız gerektiği gibi maliyet dramatik bir şekilde artmaya başlayacaktı” diyor.

Bugünkü yanma, ekiplere Juice’un ana motorunun doğru çalıştığından emin olma fırsatı da verdi. İlk kez fırlatıldıktan kısa bir süre sonra test edildi ancak bugüne kadar uzayın derinliklerinde bu kadar büyük bir manevra için kullanılmamıştı.

“Daha önce test edemediğimiz bazı şeyler vardı. Örneğin, uzay aracı hızlandıkça yakıt tanklarındaki sıvının nasıl hareket edeceğine dair yalnızca bir tahminimiz vardı. Bunu kesin olarak bilmek çok önemli, çünkü yakıt beklediğimizden farklı davranırsa, uzay aracının yanma sırasında rotadan sapmasına neden olabilir. Bu nedenle yakından izliyoruz.”

Sonraki durak: Jüpiter

Juice’un bir dahaki sefere ana motorunu kesinlikle ateşlemek zorunda kalacağı sefer 2031’deki Jüpiter yörüngesine giriş sırasında olacaktır. Bu, ESOC’daki ekiplerin denetleyeceği en önemli manevradır.

Ganymede’nin yanından geçip Jüpiter sistemine girdikten sadece 13 saat sonra, uzay aracının yaklaşık 1 km/s kadar yavaşlaması gerekecek; bu, bugün ulaşılan hız değişiminin beş katıdır.

Ignacio, “Bu, bugünkü manevrayı aynı zamanda Jüpiter’in yerleştirilmesi için de önemli bir test haline getiriyor; ana motorla ilgili herhangi bir sorun olup olmadığını ne kadar erken öğrenirsek o kadar iyi” diyor.

Gaz devinin yörüngesine girdikten sonra Juice, Jüpiter sistemini keşfetmeye başlayabilir. ESOC’taki ekipler, Juice’u okyanus aylarının 35 yakın uçuşundan geçirecek. Bir zamanlar Jüpiter’de uçuşlar yılda bir kez yapılıyorken, Jüpiter’de bu uçuşlar iki haftada bir kadar sıklıkta gerçekleştirilecek.

Buzlu ayların bu yakın çekimleri, uzay aracının ve Dünya’daki bilim adamlarının, bu gizemli uzaylı dünyaları daha iyi anlamak için gereken verileri toplamasına olanak tanıyacak.