最新消息,根据nasa发布的消息,2024年10月14日,肯尼迪航天中心发射了一颗前往木星冰卫星的欧洲航天局航天器,命名为欧罗巴快船——Europa Clipper,航天器将于2025年2月飞过火星,然后在2026年12月从地球返回,利用每个行星的引力增加其动量。在这些“重力辅助”引力弓的帮助下,欧罗巴快船将在2030年4月达到到达木星所需的速度。
有些地方值得加强认知的
1 为什么要在2025年2月飞过火星呢?
发射航天器的猎鹰重型火箭讲航天器发射升空后,达到第一宇宙速度,逃逸地球引力束缚后,就开始再太空环境无阻力飞行,这个时候是不会加速,也不会减速的。
但是要实现长距离的星级飞行,需要一些额外的加速度。一般有两种,俗称“太阳帆”和“行星引力弓”。
太阳帆,这个也是很微妙的一个原理,利用太阳光打击航天器帆板上,产生极其微弱的动能,长时间持续积累,可以为航天器产生加速度。
引力弓,也叫引力弹弓,就是当航天器接近一个行星的时候,这个大质量的天体引力就会捕获航天器,对航天器产生加速,然后通过预先计算设定的轨道,航天器在被行星捕获前,在外围掠过。但然后掠过后,会有一个减速。整个过程就像天体对航天器像弹弓一样加速弹出去。
所以这个欧罗巴快船航天器要利用一下火星的引力,实现在星际飞行时的加速。
引力弓效益,这个也是当时研究旅行者号的时候,突发想到的,后来立马赶紧验证是否可行。深入研究后发现确实可行,基于利用行星引力弓的发射窗口期特别短,然后匆忙在1977年9月5日发射了Voyager1、Voyager2两个探测器。
旅行者1号,还在飞行,已经飞行了47年,目前已经飞到太阳系的边缘,号称太阳系边缘存在一个热壁,可以一探究竟。
旅行者2号,在利用引力弓的时候,稍微有一点偏差,偏离了预设轨道,失联。
2 怎么2026年12月又从地球返回?
这个也正是行星引力弓的作用效果,形象地理解,从地球轨道逃逸,甩到外面,由火星加一次速,再逃逸甩出,不能直接甩到木星,先往地球方向甩,通过地球再一次加速,经过这些引力弓加速后,欧罗巴快船将在2030年4月达到到达木星所需的速度。
3 木星的冰卫星
为什么不直接前往木星,而是要去冰卫星呢?
木星是巨大的气态行星,是太阳系中最大的行星,直接前往木星,木星的巨大致密大气和风暴,足以毁灭所有进入的飞行器,所以去探访木星的冰卫星,是个不错的选择。
4 最危险的是穿过小行星带
飞行轨道经过天文的计算,应该是没有太大的问题,充分利用引力弓,能不断加速飞行器。通往木星的路上,有一条小行星带,应该是旅途最危险的段落了。
期待这个10来年飞行旅途的顺利!
Europa Clipper Begins Journey to Jupiter’s Icy Moon
A SpaceX Falcon Heavy rocket carrying NASA’s Europa Clipper spacecraft lifts off from Launch Complex 39A at NASA’s Kennedy Space Center in Florida at 12:06 p.m. EDT on Monday, Oct. 14, 2024. After launch, the spacecraft plans to fly by Mars in February 2025, then back by Earth in December 2026, using the gravity of each planet to increase its momentum. With help of these “gravity assists,” Europa Clipper will achieve the velocity needed to reach Jupiter in April 2030.