Lucy z NASA przelatuje przez tysiące obiektów, aby wspomóc grawitację Ziemi

Inżynierowie misji będą bez przerwy śledzić statek kosmiczny NASA Lucy podczas przygotowań Zbliżyli się do Ziemi 16 października Aby wykorzystać grawitację tej planety, aby ustawić się na ścieżce w kierunku asteroid trojańskich Jowisza.

Ale będą też dokładnie śledzić coś innego: ponad 47 000 satelitów, szczątki i inne rzeczy krążące wokół naszej planety. Prawdopodobieństwo trafienia Lucy w jeden z tych obiektów jest większe niż 1–10 000, a inżynierowie misji będą musieli nieznacznie dostosować trajektorię statku kosmicznego.

Chociaż modyfikacja jest mało prawdopodobna, a kolizje są rzadkie, szanse rosną wraz z pojawieniem się Rośnie liczba obiektów na orbicie ZiemiEksperci NASA mówią.

Na przykład Międzynarodowa Stacja Kosmiczna wymanewrowała się z trasy kosmicznych śmieci 31 razy od 1999 r., w tym trzy razy od 2020 r.

Dr Dolan Highsmith, główny inżynier w grupie analizy ryzyka oceny w Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA w Greenbelt w stanie Maryland. Grupa określa prawdopodobieństwo kolizji między zrobotyzowanym statkiem kosmicznym NASA a obiektami krążącymi wokół Ziemi. Centrum Kosmiczne im. Johnsona NASA w Houston robi to samo w przypadku załogowych statków kosmicznych, takich jak stacja kosmiczna.

Wystrzelona 16 października 2021 r. Lucy wyrusza w 12-letnią podróż, aby zbadać z bliska kilka asteroid trojańskich. Będzie to pierwszy statek kosmiczny, który odwiedzi te pozostałości wczesnego Układu Słonecznego, pomagając naukowcom udoskonalić ich teorie na temat tego, jak planety powstały 4,5 miliarda lat temu i dlaczego skończyły w obecnej formacji.

Ale Lucy wciąż ma przed sobą długą drogę, zanim uderzy w trojany w 2027 roku. Nadchodzące wspomaganie grawitacyjne to jeden z trzech pojazdów, na których statek kosmiczny będzie polegał, aby dotrzeć do swoich celów w głębokim kosmosie.

Kiedy Lucy zbliży się do Ziemi w celu pierwszej asysty grawitacyjnej, wystrzeli w powietrze 220 mil (350 km) nad powierzchnię. To mniej niż wysokość stacji kosmicznej i jest na tyle niska, że ​​statek kosmiczny będzie widoczny gołym okiem z Australii Zachodniej przez kilka minut, począwszy od 18:55 czasu lokalnego (10:55 UTC). W drodze w dół Lucy przeleci przez najbardziej ruchliwą warstwę orbity Ziemi, którą jest Obserwacja przez 18. Eskadrę Kontroli Kosmicznej Sił Kosmicznych USA. Rój pomaga NASA określić podejście.

Inżynierowie zaczęli analizować kolizję z Lucy na tydzień przed zbliżaniem się statku kosmicznego do Ziemi. Rozpoczęcie procesu wcześniej uniemożliwiłoby przewidywanie kolizji. Highsmith powiedział: „Im więcej oczekujesz w przyszłości, tym bardziej nie masz pewności co do tego, gdzie znajduje się obiekt”.

Ustalenie lokalizacji statków kosmicznych, a także satelitów na orbicie i ich szczątków jest wyzwaniem, zwłaszcza przy próbie przewidywania przyszłości. Dzieje się tak głównie dlatego, że Słońce odgrywa główną rolę w przyciąganiu lub popychaniu obiektów i trudno jest przewidzieć przyszłą aktywność słoneczną. Na przykład aktywność Słońca – ile plazmy i promieniowania emituje – wpływa na gęstość atmosfery, a tym samym na wielkość tarcia, które wystąpi na statku kosmicznym i spowolni go.

Im bliżej czasu lotu naziemnego jest ocena kolizji, tym lepiej. NASA codziennie wysyła informacje o miejscu pobytu Lucy do Eskadry Sił Kosmicznych. Jeśli eskadra ustali, że Lucy może się z czymś przeciąć, grupa Highsmith obliczy prawdopodobieństwo kolizji i w razie potrzeby będzie współpracować z zespołem misji, aby przesunąć statek kosmiczny.

Przy tak cennym zadaniu naprawdę musisz się upewnić, że masz możliwość, na wypadek złych dni, zejść z drogi” – powiedział Highsmith.

Inżynierowie nawigacji Lucy mają dwie opcje gotowe do manewrowania w przypadku, gdy statek kosmiczny będzie musiał ominąć obiekt. Oba manewry wymagają spalenia silnika, aby przyspieszyć statek kosmiczny, który pokonuje około 8 mil (12 km) na sekundę. Każdy manewr może przesunąć najbliższe podejście Lucy do Ziemi odpowiednio o 2 lub 4 sekundy.

„To wystarczy, aby uniknąć wszystkiego, co mogłoby stanąć na drodze” – powiedział Kevin E. Berry, lider zespołu dynamiki lotu w NASA Goddard’s Lucy.

* * *