欧空局 Juice 完成地球借力飞行,偏转 20° 增速 3.5 km/s
欧空局披露,木星冰月探测器 Juice 借地球引力改变飞往木星的航线,并在此次近距离飞掠中安排了科学仪器定标。探测器后续还将再次飞掠地球,最终于 2031 年抵达木星。
据欧空局(ESA)消息,欧洲空间局的木星冰月探测器 Juice 于 9 月 28 日掠过地球大气层最外层边缘,借助地球引力以很少的燃料改变其飞往木星的航线。
欧空局称,此次飞掠使 Juice 相对飞掠前轨迹偏转 20°,速度增加 3.5 km/s。飞掠前四周内,地面操作人员只需在预留的六次机会中给出一次极小的推力修正,就使探测器进入精确的接近轨迹,以最大限度利用地球引力。自 8 月 17 日起,团队对探测器进行了格外仔细的跟踪,并将持续到 10 月 10 日。
Juice 的最近接近点出现在 9 月 28 日欧洲中部夏令时 13:45(协调世界时 11:45)。探测器在印度洋上空 8640 公里处飞过时,用星上监测相机拍摄了一系列图像。
Juice 航天器运行经理 Angela Dietz 表示,这次飞掠要求实时超高精度导航,得益于非常细致的规划,此次飞掠只使用了为这次飞掠预留的少量推进剂,从而为在木星开展冰卫星观测留出更多推进剂。
欧空局指出,飞掠的主要目标是改变 Juice 的轨迹,同时也提供了第三次在真实空间表面测试其科学仪器的机会:第一次是 2024 年的月球—地球引力借力,第二次是 2025 年对彗星 3I/ATLAS 的观测。
欧空局航天器运行、科学运行和技术中心的同事与参与 Juice 十台科学仪器的外部团队合作数月,规划哪些仪器在何时开机。Juice 项目科学家 Claire Vallat 表示,Juice 飞往木星的旅程中,能在环境条件充分了解的情况下校准和验证仪器的机会很少;由于时间有限和运行约束,仪器活动有时必须排定优先级,例如 9 月 28 日上午 Juice 处于地球阴影中、仅靠电池供电时。此次飞掠期间,定标活动的优先级依据其对仪器在木星开展工作的准备程度,以及该机会是否独特或可稍后在旅程中安排。
欧空局表示,与 Juice 即将对木星卫星木卫三、木卫二和木卫三进行的 35 次飞掠相比,地球飞掠相对简单。以木卫二飞掠为例,关于仪器运行的讨论始于 10 年前,并将持续到 Juice 于 2030 年代初飞掠木卫二。
飞掠期间,Juice 有数天时间穿越磁尾,即地球磁场向远离太阳方向延伸的部分,这为测量远离地球的磁场和带电粒子提供了机会。与此同时,中欧联合的 Smile 任务一直在观测北极光并测量近地磁场和粒子。欧空局称,Juice 与 Smile 的观测相结合,为把远处磁尾的活动与地球极区发生的情况联系起来提供了独特机会。
欧空局预计在未来几周内公布 Juice 部分仪器采集的图像和光谱,这些数据抵达地球并经仪器科学家团队评估后发布,其中包括 Juice 科学相机 JANUS 拍摄的月球和地球高分辨率图像。
2029 年 1 月,Juice 将最后一次与地球相会,进行第三次地球飞掠,以进入最终轨道,于 2031 年与木星会合。
欧空局介绍,Juice 于 2023 年 4 月由阿丽亚娜 5 号火箭从库鲁的欧洲航天发射场发射,经过八年巡航,借地球和金星飞掠加速前往木星。它将在环绕木星期间对三颗大型卫星进行 35 次飞掠,随后改变轨道前往木卫三。Juice 是欧空局主导的任务,有 NASA、JAXA 和以色列航天局参与,是欧空局宇宙愿景计划中的首个大型任务。
本站点评:这次飞掠的价值不只在轨道修正本身。欧空局明确把推进剂节省与木星阶段的观测时间挂钩,说明深空任务的运行余量是在巡航阶段一点点攒出来的;而把地球磁尾与 Smile 的近地观测串起来用,也显示借力飞掠正在被当作科学观测窗口来经营,而不只是路过。