गुरुवार (13 अप्रैल) को लॉन्च होने के कारण, जुपिटर आइस जाइंट्स (JUICE) जुलाई 2031 में गैस विशाल तक पहुंचने के लिए अंतरिक्ष यान के साथ, बृहस्पति के लिए आठ साल की यात्रा शुरू करेगा।
यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) अंतरिक्ष यान निगरानी करेगा बृहस्पति और इसके तीन बड़े चंद्रमा जो समुद्र को घेरे हुए हैं – गेनीमेडे, कैलिस्टो और यूरोपा जोवियन प्रणाली का विस्तार से वर्णन कीजिए।
बृहस्पति घूमता है, बीच में (एक नए टैब में खुलता है)और यह पृथ्वी से लगभग 444 मिलियन मील (715 मिलियन किलोमीटर) है, इसलिए यह स्पष्ट रूप से एक छलांग से अधिक है, छोड़ें और विशाल ग्रह पर कूदें। लेकिन अन्य मिशनों ने पृथ्वी से बृहस्पति तक की यात्रा को उससे कहीं अधिक तेज बना दिया है रस इच्छा।
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जैसा कि यह पता चला है, बृहस्पति के लिए यात्रा के समय को निर्धारित करने वाले मुख्य कारकों में से एक यह है कि क्या अंतरिक्ष यान गैस विशाल से उड़ान भरेगा या अपेक्षाकृत लंबी अवधि के मिशन पर कक्षा में प्रवेश करेगा।
पृथ्वी से बृहस्पति तक जाने वाला पहला अंतरिक्ष यान नासा था पायनियर 10, जिसे 3 मार्च, 1972 को प्रक्षेपित किया गया था, और 3 दिसंबर, 1973 को बृहस्पति के ऊपर से उड़ान भरी, जिसका अर्थ है कि यह केवल 640 दिनों में गैस विशाल तक पहुँच गया। पायनियर 11 फ्लाईबी में सबसे तेज था, केवल 606 दिनों में बृहस्पति तक पहुंच गया।
फिर कक्षाएँ हैं, जिन्हें उड़ने वाले हवाई जहाज की तुलना में अधिक सोचा जाना चाहिए क्योंकि उन्हें बृहस्पति के गुरुत्वाकर्षण को पकड़ने के लिए उड़ान के अंत में धीरे-धीरे पर्याप्त रूप से स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है। JUICE आठ साल तक गहरे अंतरिक्ष में यात्रा करेगा। नासा एजेंसी गैलीलियो जांच को बृहस्पति की यात्रा करने में लगभग छह साल लगे, अक्टूबर 1989 में लॉन्च किया गया और दिसंबर 1995 में कक्षा में पहुंचा। एजेंसी एजेंसी जूनो अंतरिक्ष यान अगस्त 2011 में लॉन्च किया गया था और जुलाई 2016 में अपने गंतव्य पर पहुंच गया।
बृहस्पति की कक्षा में यात्रा के समय में ये अंतर कई कारकों से उपजा है। उदाहरण के लिए, के बीच की दूरी भूमि और बृहस्पति समय के साथ बहुत भिन्न होता है। इसके अलावा, ऑर्बिटर मिशन विशाल ग्रह के लिए सीधा रास्ता नहीं अपनाते हैं; वे आंतरिक सौर मंडल के चारों ओर एक सुंदर मार्ग की यात्रा करते हैं, गति बढ़ाने के लिए अन्य ग्रहों पर उड़ान भरते हैं, और “गुरुत्वाकर्षण सहायता” पथ बनाते हैं।
उदाहरण के लिए, गैलीलियो ने गैस विशाल तक पहुँचने के लिए लगभग 2.5 बिलियन मील (4 बिलियन किलोमीटर) की यात्रा की, शुक्र, पृथ्वी और यहाँ तक कि क्षुद्रग्रह गैसप्रा से गुरुत्वाकर्षण सहायता ली। JUICE इसी तरह की रणनीति का उपयोग करेगा।
ईएसए के वैज्ञानिक एलेसेंड्रो एट्ज़ी ने एक ज्यूस के दौरान कहा, “यह गुरुत्वाकर्षण-सहायता वाले युद्धाभ्यास का एक जटिल अनुक्रम करेगा, जो लॉन्च के एक साल बाद शुरू होगा, चंद्रमा और पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण एड्स और एक ही समय में दोनों वस्तुओं को ले जाएगा।” मिशन के बारे में प्रेस वार्ता। 6 अप्रैल “तब हमारे पास शुक्र पर गुरुत्वाकर्षण सहायता है [and] पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण ने उन्हें 2026 और 2029 में जुलाई 2031 में बृहस्पति तक पहुंचने में मदद की।”
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गुरुत्वाकर्षण सहायता क्या है?
गुरुत्वाकर्षण मदद करता है यह एक विमानन तकनीक है जो अंतरिक्ष यान की गति को बढ़ा सकती है। मिशन नियोजक यात्रा पर अंतरिक्ष यान भेजने के लिए गुरुत्वाकर्षण सहायता का उपयोग करते हैं जो प्रत्यक्ष प्रक्षेपवक्र के माध्यम से संभव नहीं होगा; उदाहरण के लिए, इसमें बहुत अधिक ईंधन की आवश्यकता होगी।
गुरुत्वाकर्षण सहायता का उपयोग अंतरिक्ष यान से “चुराने” के लिए भी किया जा सकता है। गैलीलियो मिशन एक उदाहरण है; नासा के अंतरिक्ष यान ने ज्वालामुखी के सामने उड़ान भरकर बृहस्पति के सापेक्ष अपनी ऊर्जा कम कर दी जोवियन मून आयो. थ्रस्ट का उपयोग अंतरिक्ष यान को गति देने और धीमा करने के लिए किया जाता है, इसलिए ऊर्जा चोरी करने के लिए गुरुत्वाकर्षण की सहायता से अंतरिक्ष यान को कक्षा में लाने के लिए आवश्यक ईंधन की मात्रा कम हो सकती है।
गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा और गतिज ऊर्जा के बीच स्विच करके ग्रेविटी असिस्ट उसी तरह से काम करती है जैसे एक गेंद पहाड़ी से घाटी में लुढ़कती है। प्लैनेटरी सोसाइटी बताते हैं (एक नए टैब में खुलता है). जब एक अंतरिक्ष यान किसी ग्रह के पास पहुंचता है, तो यह आकाशीय पिंड के गुरुत्वाकर्षण में गिर जाता है और गतिज ऊर्जा प्राप्त करता है, और गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा को खोते हुए गति करता है। अंतरिक्ष यान तब ग्रह को एक नए प्रक्षेपवक्र पर छोड़ देता है, जिसे अंतरिक्ष यान ग्रह से गुजरने वाली दूरी को बदलकर संशोधित किया जा सकता है। तो ग्रहों के फ्लाईबीज़ के पास अंतरिक्ष यान पर “स्लिंगशॉट प्रभाव” हो सकता है, जिससे इसकी सीमित ईंधन आपूर्ति को अधिकतम करने में मदद मिलती है।
JUICE एक ऐसा अंतरिक्ष यान है।
“हमारे पास बस पर्याप्त ऊर्जा नहीं है [at launch] अधिक प्रत्यक्ष कक्षा में जाने के लिए [around Jupiter]इसलिए हमें बृहस्पति पर जाने के लिए अंतरिक्ष यान की शक्ति को धीरे-धीरे बढ़ाने के लिए इन सभी गुरुत्वाकर्षण युद्धाभ्यासों को करने की आवश्यकता है।”
अंतरिक्ष यान को दी गई अतिरिक्त ऊर्जा कहीं से – ग्रह की गति से आनी चाहिए। हालांकि, एक अंतरिक्ष यान और एक ग्रह के बीच द्रव्यमान में अंतर इतना अधिक है कि ग्रह पर परिणामी मंदी वास्तव में मापने के लिए बहुत कम है।
उदाहरण के लिए, फाइल प्लैनेटरी सोसाइटी कहती है कि जब नासा के वायेजर 1 ने 1979 में बृहस्पति के गुरुत्वाकर्षण-सहायता वाले फ्लाईबाई को बनाया, तो गैस विशाल अपनी कक्षा में लगभग 0.0000000000000000000000010 किलोमीटर प्रति सेकंड धीमा हो गया जबकि मल्लाह 1 मुझे 10 किलोमीटर प्रति सेकंड की गति से बढ़ावा मिला।
आंतरिक ग्रह मदद करते हैं: रस का गुरुत्वाकर्षण मदद करता है
बृहस्पति तक पहुँचने के लिए, JUICE को आंतरिक सौर मंडल में कुल चार गुरुत्वीय सहायता प्राप्त होगी चांदपृथ्वी और शुक्र. (2017 में, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी बृहस्पति तक पहुँचने से लगभग तीन साल पहले मंगल से पाँचवीं और अंतिम गुरुत्वाकर्षण सहायता का प्रस्ताव कर रही थी, लेकिन वह अब योजना में नहीं है।)
JUICE अपनी पहली सौर कक्षा पूरी करने के बाद अगस्त 2024 में अपनी पहली गुरुत्व सहायता के लिए रवाना होगा, और यह ESA अंतरिक्ष यान और सामान्य रूप से अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए बहुत खास होगा। यह एक संयुक्त चंद्र-पृथ्वी गुरुत्वाकर्षण सहायता होगी, जिसे आधिकारिक तौर पर चंद्र-पृथ्वी गुरुत्वाकर्षण सहायता (एलईजीए) कहा जाता है, पहली बार ऐसा ऑपरेशन किया गया है।
“पहला बहुत मुश्किल होने वाला है, क्योंकि यह सिर्फ स्थलीय गुरुत्वाकर्षण सहायता नहीं होगी – चंद्रमा और पृथ्वी की गुरुत्वाकर्षण सहायता, जिसका अर्थ है कि हमें एक ही समय में पृथ्वी और चंद्रमा से गुजरना होगा,” एत्ज़ी जोड़ा गया। “तो यह अब तक का सबसे सटीक गुरुत्वाकर्षण-सहायक युद्धाभ्यास होगा।”
JUICE की अगली गुरुत्वाकर्षण सहायता एक साल बाद अगस्त 2025 में होगी, जब अंतरिक्ष यान को सूर्य से दूसरे ग्रह, शुक्र से बढ़ावा मिलेगा।
दोनों अंतरिक्ष यान के अगले दो गुरुत्वाकर्षण सहायक पृथ्वी से आएंगे। JUICE सितंबर 2026 में हमारे ग्रह से उड़ान भरेगा, फिर जनवरी 2029 में पृथ्वी पर एक अंतिम यात्रा करेगा, जब यह बृहस्पति तक पहुंचने से पहले आखिरी बार एक और गुरुत्वाकर्षण “किक” प्राप्त करेगा।
हालाँकि, यह JUICE की मदद करने वाली क्यूटनेस का अंत नहीं होगा। अपने विज्ञान मिशन को शुरू करने के बाद भी, अंतरिक्ष यान को गेनीमेड, यूरोपा और कैलिस्टो चंद्रमाओं तक पहुंचने के लिए गुरुत्वाकर्षण सहायता करने की आवश्यकता होगी। (JUICE सबसे पहले बृहस्पति की परिक्रमा करेगा, और इन तीन चंद्रमाओं के कई चक्कर लगाएगा। फिर यह कक्षा में जाएगा गेनीमेड 2035 में, पृथ्वी के अलावा किसी अन्य चंद्रमा की परिक्रमा करने वाली पहली जांच बन गई।)
“गुरुत्वाकर्षण सहायता सटीक होनी चाहिए, लेकिन हमारे पास मिशन नियंत्रण में बहुत सक्षम कर्मचारी हैं, और वे इन युद्धाभ्यासों के लिए उपयोग किए जाते हैं,” अत्ज़ी ने कहा।
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