Космический зонд Juno возвращается к Земле, чтобы отправиться к Юпитеру

Космический аппарат JUNO успешно перешел к новой стадии своего полета и приближается к  нашей планете для совершения в начале октября 2013 году гравитационного маневра в ее поле тяготения.

Главной задачей выполнения этого маневра у Земли станет выведение исследовательского аппарата на новую высокоэнергетическую траекторию  полета к планете назначения - Юпитеру. Самая большая планета Солнечной системы и сегодня таит для исследователей немало загадок, связанных с внутренним строением этого газового гиганта, его мощного магнитного поля, весьма активных процессов, происходящих в атмосфере Юпитера с его Большим красным пятном.

Как известно, американский космический зонд JUNO (Юнона) стартовал с околоземной орбиты почти 2 года назад в августе 2011 года и должен добраться до Юпитера в июле 2016 года.

В отличие юпитерианских аппаратов,  запущенных ранее на прямые траектории полета к Юпитеру (например, Пионер-10, Пионер-11), зонд «Юнона» летит по более сложному маршруту. Вначале он был выведен на начальную почти двухгодичную гелиоцентрическую орбиту. Затем  вблизи апоцентра этой орбиты были проведены два корректирующих маневра аппарата (в начале августа и в середине сентября 2012 года). Они потребовались, чтобы вернуть JUNO к Земле  для совершения 9 октября 2013 года гравитационного маневра в поле тяготения нашей планеты, что позволит увеличить скорость аппарата до величины, достаточной  для достижения Юпитера.

Выполнение этого маневра у Земли - весьма ответственный этап всей экспедиции. Чтобы попасть на Юпитер, который удален от Солнца более чем в 5 раз, чем наша планета, пространственный гравитационный маневр зонда должен быть реализован очень точно. Он должен выполняться в расчетный момент времени,  в строго ориентированной плоскости гиперболического  облета Земли, и на заданной расчетной высоте (560 км) над поверхностью нашей планеты. В результате выполнения маневра гравитационное поле Земли подобно праще развернет и «выбросит» станцию на траекторию  полета к Юпитеру. Приращение скорости станции за счет использования поля тяготения Земли составит около 7,3 км/сек.

Следует отметить, что выбранная схема полета с увеличением его продолжительности и выполнением сложных маневров на пути к Юпитеру вполне оправдана. Чтобы направить тяжелый космический зонд, начиненный научным оборудованием, напрямую к планете-цели, потребовались бы и более мощная, и более дорогая  ракета-носитель. Кроме того, близкий облет Земли позволяет провести непосредственное тестирование научных приборов, размещенных на борту станции JUNO.

После пролета Земли аппарат, двигаясь по высокоэнергетической орбите, уже в конце декабря 2013 года пересечет орбиту Марса, и, продолжив полет, в июле 2016 года войдет в сферу действия Юпитера, после чего будет переведен на орбиту искусственного спутника этой гигантской планеты. Находясь на этой орбите в течении немногим более года и совершив 33 оборота вокруг планеты, исследовательский аппарат проведет запланированные научные исследования Юпитера и его окружения.

Основные научные задачи миссии JUNO включают: исследование структуры атмосферы Юпитера и ее циркуляции в течение времени наблюдения;  картирование магнитного поля и изучение динамики процессов в магнитосфере планеты, в том числе и на полюсах Юпитера; исследование внутренней структуры планеты, с изучением гравитационного поля планеты и построением карты распределения масс Юпитера. Наконец, предполагается проведение цветной видеосъемки в процессе полета аппарата по орбите искусственного спутника планеты, и в первую очередь при прохождении перицентра околоюпитерианской орбиты с расстояния около 5 тыс. км.  

Вся полученная информация будет передаваться на Землю, расшифровка и анализ полученной информации, по оценкам специалистов, потребует нескольких лет.

Фото NASA.