ESA’nın Juice uzay aracı, Jüpiter’e yaptığı sekiz yıllık misyonun bir parçası olan 2024’te Dünya-Ay yerçekimi desteğine uyum sağlamak için kritik bir manevra gerçekleştirdi. Manevra, 2031’de Jüpiter’in uydularını incelemeyi amaçlayan, daha fazla gezegen uçuşu içeren, yakıt tasarruflu bir yörüngede önemli bir adımdır. Bu çizim, ESA’nın Jüpiter Buzlu Ay Kaşifi’nin (JUICE) Dünya’ya yaklaştığını göstermektedir. Katkıda bulunanlar: ESA/Lightcurve Films/R. Andrés
17 Kasım 2023’te ESA’nın Juice uzay aracı, sekiz yıllık yolculuğunun en büyük ve en önemli manevralarından birini gerçekleştirdi. Jüpiter.
Juice, ana motorunu kullanarak Güneş etrafındaki yörüngesini değiştirerek gelecek yazın Dünya-Ay çifte çekim desteği için kendisini doğru yörüngeye oturttu; bu da türünün ilk örneği.
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 Görevi Hızlanıyor
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.
İtki: havalanma, yörünge ayarlamaları ve uzayda yolculuk Kredi: ESA/S. Berna
Jüpiter’e ulaşmak neden bu kadar uzun sürüyor? Kısa cevap, bunun Dünya ile Jüpiter arasındaki mesafeyle daha az ilgisi olduğu ve daha çok Güneş Sistemi boyunca dışarı doğru ilerlerken Güneş’in devasa çekim kuvvetiyle mücadeleyle ilgili olduğudur.
Juice, Europa Clipper, Galileo veya Juno gibi dev gaz gezegenlerine yapılacak görevler, Güneş’in yerçekimini yenmek için gereken tüm enerjiyi kendi başlarına depolamak zorunda kalsalardı, dev yakıt tanklarından biraz daha fazlası olurdu.
Bunun yerine, enerji kazanmak için ‘yerçekimi desteği’ veya ‘yakından geçme’ manevralarını kullanırlar. güçlü yerçekimi alanlarında sallanmak yolda çeşitli gezegenlerin.
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 bir uçuşta ilk olarak Juice Ay’ın yanından geçmek ona ekstra bir vuruş vermek ve 1,5 gün sonra gerçekleşecek Dünya’nın yanından geçişini daha da etkili hale getirmek.
Juice’un Ay-Dünya Yer Çekiminin Simülasyonu Yrd. Katkıda bulunanlar: ESA/Lightcurve Films/R. Andrés
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 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 olarak 363 kg yakıt tüketti – ya da Juice’un fırlattığı 3650 kg’lık yakıtın neredeyse tam olarak %10’u” diyor.
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 yapacağı karşılaşma için doğru yola sokmaya yönelik iki bölümlü manevranın ilk kısmıydı. Bu ilk yanma işin %95’ini gerçekleştirdi ve Juice’un hızını neredeyse 200 m/s değiştirdi,” diye ekliyor Julia.
“Juice, yaklaşık 6000 kg’lık toplam kütlesiyle şimdiye kadar fırlatılan en ağır gezegenler arası uzay aracıdır, dolayısıyla bunu başarmak için çok fazla güç ve çok fazla yakıt gerekiyordu.”
“Birkaç hafta içinde Juice’un yeni yörüngesini analiz ettikten sonra manevranın ikinci, çok daha küçük ikinci kısmını gerçekleştireceğiz. Manevrayı iki parçaya bölmek, motorun ikinci ateşlemesini, ilkindeki hataları düzeltmek için kullanmamıza olanak sağlıyor.”
Juice’un daha küçük iticilerini kullanan çok daha küçük ek bir manevra, Dünya’ya yaklaşma sırasındaki son ince ayar için Mayıs 2024’te gerçekleştirilebilir.
Juice manevrası, 2024 Dünya-Ay uçuşu için hazırlık yapıyor. Kredi bilgileri: ESA
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 muhtemelen ana motoru 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 gitmesini sağlayarak uzay aracının ihtiyaç duyduğu yakıt miktarını azaltır ve bilimsel aletlerle dolu.
Juice, bilim misyonuna 2031’de Jüpiter’in yörüngesine girmeden yaklaşık altı ay önce başlayacak ve varış noktasına yaklaşırken gözlemler yapacak. Jüpiter yörüngesine yerleşmeden birkaç saat önce Ganymede’nin ilk uçuşunu gerçekleştiriyor. Jovian sistemine ve Jüpiter’in yörüngesine girdikten sonra Ganymede’in yerçekimine yardımcı olacak bir dizi başka uçuş, Juice’un gerektiğinde yörünge enerjisini azaltmasına yardımcı olacak. Katkıda bulunanlar: ESA/Lightcurve Films/R. Andrés
2024’teki Dünya-Ay çift uçuşundan sonra (Ay-Dünya Yerçekimi Yardımı; LEGA olarak bilinir), Juice ilk olarak Venüs 2025’te ve 2026 ve 2029’da Dünya’ya iki uçuş daha (her ikisi de Ay’dan gelen ek destek olmadan).
Ignacio, “Bugünkü manevra, Juice’un gelecek yıl çift uçuş için Dünya-Ay sistemine doğru zamanda ulaşmasını sağlayacak” diye ekliyor.
“Ve bizim tasarladığımız akıllı yörünge sayesinde Görev Analizi ekibibu geçiş, 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, Güneş’in yerçekimine karşı Jüpiter’e doğru tırmanmasına yardımcı olacak.
Juice, Jüpiter’e olan yolculuğunda, Jovian sistemindeki Temmuz 2031 randevusu için rotasını belirlemek üzere Dünya, Dünya-Ay sistemi ve Venüs’e bir dizi uçuş gerçekleştirecek.
Juice, yolculuğu sırasında Dünya’ya üç geçiş yapacak: Ağustos 2024’te Dünya-Ay sisteminden biri, Eylül 2026’da Dünya’ya biri ve Ocak 2029’da bir kez daha Dünya’ya.
Juice toplamda yaklaşık sekiz yılını Jüpiter’e doğru yolculuk yaparak geçirecek. Temmuz 2031’de Jüpiter’e ulaşacak, ancak Jüpiter’in yörüngesine girmeden altı ay önce bilimsel gözlemler yapmaya başlayacak. Juice, Jüpiter’in yörüngesinde aylarca dolaşacak, buzlu uydular Europa, Ganymede ve Callisto’ya 35 kez yakınlaşacak ve son olarak da Ganymede’nin yörünge turunu gerçekleştirecek.
Kredi bilgileri: ESA
“Bugün bu manevrayı gerçekleştirmemiz çok önemliydi. Aksi takdirde maliyet, yani ihtiyacımız olan yeni yörüngeye ulaşmak için ne kadar yakıt yakmamız gerekeceği dramatik biçimde artmaya başlayacak” diyor Ignacio.
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 depolarındaki sıvının nasıl hareket edeceğine dair yalnızca bir tahminimiz vardı. Bunu kesin olarak bilmek çok önemlidir, çünkü yakıt beklediğimizden farklı davranırsa, yanma sırasında uzay aracının rotasından sapmasına neden olabilir. Bu nedenle yakından takip ediyoruz.”
Sanatçının Jüpiter sistemini keşfeden Juice misyonuna dair izlenimi. Katkıda bulunanlar: uzay aracı: ESA/ATG medialab; Jüpiter: NASA/ESA/J. Nichols (Leicester Üniversitesi); Ganymede: NASA/JPL; Io: NASA/JPL/Arizona Üniversitesi; Callisto ve Avrupa: NASA/JPL/DLR
Sonraki Durak: Jüpiter!
Juice’un bir dahaki sefere kesinlikle ana motorunu ateşlemek zorunda kalacağı sefer 2031’deki ‘Jüpiter Yörüngeye Yerleştirme’ sırasında olacak. 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.