O Explorador das Luas Geladas Júpiter (JUICE) será lançado em 13 de abril e viajará para Júpiter por oito anos. Espera-se que a espaçonave chegue ao gigante gasoso em julho de 2031.
A espaçonave da Agência Espacial Européia (ESA) observará Júpiter e três de suas grandes luas oceânicas, Europa, Ganimedes e Calisto, em grande detalhe, fornecendo uma descrição do sistema joviano.
Em geral, a cerca de 444 milhões de milhas (715 milhões de quilômetros) da Terra, portanto, é claramente superior a um salto, salto e salto para o planeta monstro. No entanto, o JUICE viajará para Júpiter muito mais rapidamente do que outras missões.
Acontece que se uma espaçonave voará por Júpiter ou entrará em órbita para uma missão relativamente longa é um dos principais fatores que determina quanto tempo levará para chegar lá.
A Pioneer 10 da NASA, lançada em 3 de março de 1972 e sobrevoada por Júpiter em 3 de dezembro de 1973, foi a primeira espaçonave a viajar da Terra para Júpiter. Fê-lo em apenas 640 dias. Em sua trajetória de sobrevoo, a Pioneer 11 foi ainda mais rápida, alcançando Júpiter em apenas 606 dias.
Os orbitadores, por outro lado, devem ser mais deliberados do que as naves de sobrevoo porque devem estar viajando suficientemente devagar no final de sua jornada para serem capturados pela gravidade de Júpiter. JUICE viajará por um longo tempo através do espaço profundo. A espaçonave Galileo da NASA levou aproximadamente seis anos para chegar a Júpiter. Foi lançada em outubro de 1989 e atingiu a órbita em dezembro de 1995. A espaçonave Juno, que foi lançada em agosto de 2011 e chegou ao seu destino em julho de 2016, era operada pela agência.
Há uma série de razões pelas quais os tempos de viagem do orbitador de Júpiter variam. Por exemplo, a distância entre Júpiter e a Terra muda muito com o tempo. Além disso, as missões orbitais não viajam diretamente para o planeta massivo; Eles fazem uma rota cênica ao redor do sistema solar interno, passando por outros planetas para obter “auxílios de gravidade” que mudam sua trajetória e velocidade.
Por exemplo, Galileu usou a ajuda de Vênus, da Terra e até mesmo do asteroide Gaspra em sua jornada de 4 bilhões de quilômetros até o gigante gasoso. Táticas semelhantes serão usadas pelo JUICE.
O cientista da ESA Alessandro Atzei afirmou em uma coletiva de imprensa da JUICE em 6 de abril que a missão “fará uma sequência complexa de manobras de assistência à gravidade, começando um ano após o lançamento, recebendo assistências de gravidade da lua e da Terra, ambos os corpos ao mesmo tempo para obter o extra energia.” E depois temos uma ajuda da gravidade sobrevoando Vênus [e] mais duas ajudas da gravidade da Terra 2026 e 2029 para aparecer em Júpiter no distante julho de 2031.”
Como funciona um assistente de gravidade?
Uma técnica de sobrevôo conhecida como assistência à gravidade pode aumentar o impulso de uma espaçonave. Os organizadores da missão usam a ajuda da gravidade para enviar ônibus espaciais em empreendimentos que não seriam práticos com um curso imediato; eles exigiriam um excesso de combustível, por exemplo.
O impulso de uma espaçonave também pode ser “roubado” com a ajuda da gravidade. Isso é demonstrado pela missão Galileo; Ao voar em frente à lua vulcânica Io de Júpiter, a espaçonave da NASA reduziu sua energia em comparação com Júpiter. A carga é utilizada tanto para acelerar quanto para retroceder o foguete, de modo que uma ajuda de gravidade que consome energia pode diminuir a quantidade de combustível que um aparelho espacial precisa usar para se inserir no espaço.
A ajuda da gravidade funciona da mesma forma para uma bola que desce uma encosta em um vale, por meio de uma alternância entre energia potencial gravitacional e energia motora, a Sociedade Planetária faz sentido. À medida que um foguete se move em direção a um planeta, ele cai no poço de gravidade do corpo celeste e ganha energia dinâmica, acelerando e, ao mesmo tempo, perdendo energia gravitacional provável. O foguete então deixa o planeta em outra direção, que pode ser alterada ajustando a distância em que a especialidade passa pelo planeta. Como resultado, os sobrevôos planetários podem ter um “efeito estilingue” em uma espaçonave, permitindo que ela aproveite ao máximo seu suprimento limitado de combustível.
Uma dessas espaçonaves é o JUICE.
Atzei afirmou: “Simplesmente não temos energia suficiente [no lançamento] para entrar em uma órbita mais direta [ao redor de Júpiter], então precisamos fazer todas essas manobras de gravidade para aumentar gradualmente a energia da espaçonave para alcançar Júpiter. “
O movimento do planeta deve ser a fonte da energia adicional fornecida à espaçonave. No entanto, devido à imensa diferença de massa entre uma espaçonave e um planeta, a desaceleração do planeta é tão insignificante que não pode ser medida.
De acordo com a Planetary Society, por exemplo, quando a Voyager 1 da NASA fez seu sobrevôo assistido pela gravidade de Júpiter em 1979, a órbita do gigante gasoso desacelerou em aproximadamente 0,0000000000000000000, enquanto a Voyager 1 aumentou sua velocidade em 10 quilômetros por segundo.
Os planetas internos ajudam: a lua, a Terra e Vênus fornecerão ao JUICE um total de quatro assistências de gravidade do sistema solar interno para alcançar Júpiter. Em 2017, a ESA estava propondo uma quinta e última ajuda gravitacional de Marte quase três anos antes de chegar a Júpiter, mas isso não está no plano neste momento.)
Depois de completar sua primeira órbita solar, o JUICE seguirá em direção à sua primeira assistência gravitacional em agosto de 2024. Esta será uma ocasião muito especial para a espaçonave da ESA e para a exploração espacial como um todo. Oficialmente conhecida como assistência de gravidade lunar-Terra (LEGA), esta será a primeira vez que uma assistência combinada de gravidade lua-Terra será realizada.
“O primeiro será excepcionalmente difícil, visto que não será apenas uma ajuda da gravidade da Terra – uma ajuda da gravidade lunar-Terra, e isso implica que precisamos passar pela Terra e pela Lua simultaneamente”, acrescentou Atzei. “Portanto, será a manobra de assistência por gravidade mais precisa já realizada.”
Um ano depois, em agosto de 2025, a espaçonave receberá um impulso de Vênus, o segundo planeta do sol, para sua próxima assistência gravitacional.
Os próximos dois auxiliares de gravidade para a espaçonave virão da Terra. Depois de passar pela Terra em setembro de 2026, o JUICE receberá seu “chute” gravitacional final em janeiro de 2029, que será o último antes de chegar a Júpiter.
No entanto, as ajudas de gravidade do JUICE não terminarão com isso. Para chegar a Ganimedes, Europa e Calisto, a espaçonave precisará usar a assistência da gravidade mesmo depois de iniciar sua missão científica. Inicialmente, o JUICE orbitará Júpiter e voará por cada uma de suas três luas várias vezes. Em 2035, mudará para Ganimedes como sua órbita, tornando-se a primeira sonda a orbitar uma lua diferente da Terra).
“A ajuda da gravidade deve ser exata, mas temos pessoas realmente aptas na Unidade de Controle da Missão e elas estão familiarizadas com esses movimentos”, acrescentou Atzei.
