A
piada da NASA de que "não há Dia da Marmota" em Júpiter não teve êxito. A sonda Juno, que deveria realizar apenas duas voltas em uma órbita intermediária de 53 dias, ficou completamente presa nela - outro dia a NASA decidiu não aceitar tentativas de transferência para uma órbita científica de 14 dias. O comunicado de imprensa oficial é tão otimista que a missão em órbita de 53 dias parece quase melhor do que o planejado originalmente. É hora de falar sobre o que aconteceu, quais opções a equipe de gerenciamento de missões tinha e o que fazer para os espectadores comuns.
Hemisfério Sul de Júpiter, Foto da NASA, C.Harvey ProcessingVálvulas de descarga
O mecanismo de marcha "Juno" ligou pelo menos três vezes - em duas correções de trajetória em 2012 e ao travar em Júpiter em 5 de julho de 2016. E essas manobras ocorreram sem problemas perceptíveis. A sonda alcançou Júpiter com sucesso e entrou em uma órbita intermediária por um período de 53 dias. De acordo com o plano, em 19 de outubro, ele deveria entrar em órbita científica de 14 dias. Mas isso não aconteceu.
Órbitas intermediárias são verdes, órbitas científicas são azuis. Imagem da NASAEm 15 de outubro, ao verificar os sistemas antes da manobra, as válvulas de reforço de hélio em vez de vários segundos se abriram por vários minutos. Isso foi suficiente para cancelar a manobra planejada. Para que servem essas válvulas? Durante a operação normal, eles abrem antes de ligar o motor, o hélio pressiona a membrana e fornece combustível e oxidante ao motor sob pressão constante.
Tanques esféricos com combustível (azul) e oxidante (verde), tanques cilíndricos de hélio (roxo)O Juno possui um sistema especial para aquecer os tanques e o sistema de combustível, que normalmente liga algumas semanas antes da manobra e garante que os acessórios do sistema de combustível e combustível não estejam congelados. Não se sabe se os engenheiros tentaram aquecer as válvulas por mais algumas semanas e tentaram trocá-las novamente, essa opção não foi mencionada em uma entrevista com representantes da equipe Juno. A segunda maneira de contornar o problema é ignorar as válvulas e ligar o motor com a pressão dos componentes que existem nos tanques agora. Durante a operação do motor, a pressão cairá, haverá pressão suficiente para uma manobra não muito longa e o design relativamente simples do motor não possui proibições categóricas para esse tipo de operação. Mas o motor Leros-1b, que está no Juno, não foi testado nesse modo, e a MCC decidiu não arriscar.
Motores da família Leros, foto da empresa de fabricação MoogO Juno também possui um conjunto de motores do sistema de orientação. Eles usam apenas combustível, sem oxidante, do mesmo tanque que o motor principal e são projetados especialmente para garantir que, no caso de uma falha completa do motor principal, eles possam trazer o Juno da órbita e queimá-lo em Júpiter, garantido para evitar a introdução acidental de microrganismos terrestres no motor. satélites do gigante gasoso. Teoricamente, eles podem ser usados para transferir para a órbita científica, mas são relativamente fracos e a manobra exigirá várias voltas. O fato é que, para abaixar o apocentro (ponto superior da órbita), a manobra deve ser realizada na área do pericentro (ponto inferior da órbita), e a velocidade do veículo é máxima, e esta seção do Juno voa muito rapidamente. A manobra final da descida da órbita para a atmosfera de Júpiter será realizada no centro, onde as velocidades são mínimas, e você pode manter o motor ligado por horas. Apesar da viabilidade fundamental, essa opção também não foi mencionada pelos representantes da equipe da missão.
Resulta do exposto que o MCC tem mais medo de piorar a situação. Os parâmetros da órbita intermediária não foram escolhidos aleatoriamente, e é possível coletar dados científicos, e a transição para uma órbita não planejada em caso de falha do motor durante a manobra pode piorar o assunto. O comunicado oficial à imprensa é até elogiado pelo fato de que na órbita intermediária será possível coletar dados científicos "bônus" em áreas remotas maiores que a órbita originalmente planejada. Além disso, na órbita intermediária, a carga de radiação é menor, o que dará a Juno a oportunidade de trabalhar por mais tempo. Mas, é claro, o comunicado de imprensa destaca os pontos positivos da situação, não os ruins. Quais são os desafios de permanecer em órbita intermediária?
Primeiro de tudo, o orçamento atual da missão Juno foi calculado até julho de 2018, porque em uma órbita regular a sonda seria queimada na atmosfera já em fevereiro do mesmo ano. Mas nesta órbita intermediária a essa altura, só será possível fazer 12 turnos em vez dos 36 planejados. Isso significa uma redução no programa científico ou a necessidade de estender a missão à custa de fundos adicionais do orçamento da NASA. Em princípio, a extensão do programa da missão custa um pouco, e a probabilidade de que eles dêem mais dinheiro a Juno é grande, mas, no entanto, não cem por cento.
O próximo problema é que a sonda é alimentada por painéis solares. Em órbita intermediária em 2019, o Juno começará a voar para a sombra de Júpiter, o que é completamente inaceitável. Portanto, o plano de órbita precisará ser girado. Felizmente, a manobra não exige uma grande mudança de velocidade, e os mecanismos de orientação irão lidar com essa tarefa.
Portanto, apesar da recusa em tentar lançar a sonda na órbita planejada, Juno tem a chance de concluir com sucesso sua missão.
O que fazer
Os principais instrumentos científicos da Juno operam em faixas invisíveis e coletam dados que serão expressos em gráficos chatos. Mas os gerentes de relações públicas da NASA não comem em vão comer seu pão - uma câmera Junocam é instalada na sonda, que tira lindas fotos. Além disso, o site da missão realiza
votação regularmente em quais das áreas potencialmente interessantes a serem filmadas. Eu recomendaria fazer uma anotação nos diários - a próxima rodada de votação será realizada de 10 a 15 de março e determinará o local das filmagens na quinta aproximação com Júpiter em 27 de março. Segundo os engenheiros, a câmera terá que trabalhar pelo menos sete voltas e quebrar o mais cedo possível neste outono.
É curioso que no site da missão em uma seção sejam as fotos originais e o resultado de seu processamento, enviadas por entusiastas. Parece que eles aceitam quase todo o trabalho, porque fotos processadas profissionalmente estão lado a lado com fotos frívolas e até estranhas.
Foto fresca do Polo Sul, tirada na quarta reaproximação com Júpiter em 2 de fevereiro. Organizado por Roman Tkachenko.
Foto em tamanho grandeFoice de Júpiter e a sombra de Ganimedes, processada por Roman Tkachenko.
Em tamanho grandeE essa imagem foi processada por David W. Thomson III para um maior contraste de vórtices alongados incomuns.
Imagem grandeAproximação com Júpiter em 2 de fevereiro, no quadro do hemisfério norte, autor da colagem Philosophia-47.
Imagem em tamanho realJúpiter sorri na foto, editado por David W. Thomson III.
Vento elétrico por CosmEffect.
Imagem grande“Space Cat Meow” de Wintje (agora você entende por que tudo foi escrito :))
Vídeo Winter Bynes, conceitual à tenacidade, com música do autor.