Сколько лететь до Юпитера
Юпитер – самая большая планета, масса которой в 318 раз больше массы Земли и его радиус 71 тыс. км. Он – важнейшее место Солнечной системы, которое находится на среднем расстоянии почти 780 млн. км. Лучу света нужно 43 минуты, чтобы их пролететь. Планета впечатляет своими циклонами, размерами больше нашей Земли, и мощнейшей магнитосферой. Крупнейшие из 79 спутников Европа, Каллисто и Ганимед, предположительно имеют внутренние океаны жидкой воды. Всего к газовому гиганту в ХХ столетии было отправлено 8 миссий.
Простая задачка
Расстояние между Землей и газовым гигантом не всегда одинаковое. Оно зависит от расположения планет на своих орбитах относительно друг друга, и варьируется от 590 млн. км до 970-ти. Разумеется, добираться до газового гиганта лучше, когда он «близко». Представим мысленно, что мы едем туда автомобилем со средней скоростью 100 км/час. За сутки преодолеем 2400 км. Путем нехитрых вычислений получаем цифру 673 года. Но это фантастическая ситуация. На практике АКС летают со скоростью, недостижимой в земных условиях из-за трения воздуха. И даже они тратят месяцы, чтобы долететь до гиганта.
Ответить на вопрос «сколько времени лететь к Юпитеру» можно путём вычислений и в среднем космический зонд до планеты доберётся от 12 до 14 месяцев.
Миссии
- «Пионер 10» стартовал 03.03.1972 и достиг планеты 03.12. 1973 г. Время полета составило 640 дней. Юпитер не был целью «Пионера 10», он просто пролетал мимо в 130 тыс. км. Сделаны первые снимки поверхности крупным планом.
- «Пионер 11», запущенный в 1973 г., долетел до цели за 606 дней и приблизился на 21 тыс. км.
- «Вояджер 1 » потратил на дорогу 506 дней.
- «Вояджер 2». Путешествие заняло 688 дней. Такой короткий срок полета возможен, если не предполагается выход на орбиту, а только транзит по пути к другим объектам.
- «Галилео» запущен 18.10.1989 г. Прежде чем закрепиться на орбите гиганта, он сделал 2 пролета вокруг Земли и Венеры, которые оказали ему гравитационную помощь. На дорогу к Юпитеру «Галилео» потратил 2242 дня.
- Аппарат «Новые горизонты» 2006 г. запуска летел до планеты 13 месяцев.
- «Юнона». Название не случайно. Юнона – по римским мифам, жена Юпитера. НАСА запустило аппарат 05.08.2011 г., и через 1796 дней он прилетел к Юпитеру.
Перспективы исследований
Программа JUICE, (известная еще как «Ледяные спутники Юпитера») запланирована Европейским Космическим Агентством на 2022 г. Аппарат будет запущен с Куру, космодрома во Французской Гвинее. При успешном прохождении через 8 лет космический зонд достигнет области Юпитера. Планируется, что его работа продлится более 3 лет.
В фокусе внимания – 3 «галилеевых спутника» — Каллисто, Ганимед и Европа. Предполагается, что под толщей льда на этих космических объектах возможно наличие жидкой воды. Везде, где есть «аш два о», как правило, развивается жизнь на углеродной основе. Именно этот вопрос – есть ли жизнь на спутниках газового гиганта – ученые и надеются выяснить.
Первая остановка – Каллисто. Затем зонд отправится к Европе, которую 2 раза облетит. Конечный пункт – Ганимед, здесь аппарат будет работать до 2032 г. В планах – посадочный зонд на этот спутник для изучения состава льда.
Американская программа Europa Multiple-Flyby (Europa Clipper) планируется на июнь 2023 г. Аппарат НАСА выведут на орбиту вокруг Юпитера, и из этого положения он совершит 45 облетов вокруг Европы, спутника гиганта. Полет зонда НАСА – дополнение к вышеописанной программе Jupiter Icy Moons Explorer ЕКА.
Выводы
С развитием космической техники полеты к Юпитеру становятся все более продолжительными. Это связано не с трудностью преодоления пространства, а с расширением программ исследования. Полет Юрия Гагарина – 1 виток вокруг Земли, а теперь космонавты живут на МКС месяцами. Так и с планетами Солнечной системы — исследования будут продолжаться. Цель – выйти за пределы Земли и создать колонии. Не исключено, что это будет Европа, или Ганимед, или Каллисто.
Источник
Сколько лететь до Юпитера
Еще в ХХ веке человечество вошло в эру космонавтики и начало совершать полеты к другим планетам. Ученых того времени интересовал вопрос: сколько лететь до Юпитера, самой громадной планеты Солнечной системы.
Проблема расстояния
Для максимально быстрого полета к газовому гиганту нужно подобрать наиболее удобное для этого время старта. Эллиптические орбиты планет подразумевают постоянное изменение расстояния между ними.
Когда они находятся максимально далеко друг от друга, длина пути составила бы 970 млн км. Поэтому лучше всего выбрать момент, когда два объекта приблизятся и число сократится до 590 млн км.
Научные станции
Человек начал совершать полеты на Юпитер благодаря искусственным спутникам во второй половине ХХ века. Первопроходцем на пути к Юпитеру стал американский исследовательский аппарат Пионер 10. Его запуск пришелся на март 1972 года, а системы гиганта он достиг лишь в декабре 1973 г. Это путешествие продлилось 1 год 9 месяцев.
Затем был Пионер 11, который смог сократить время полета до двадцати месяцев.
Настоящий прорыв в изучении планеты смогли сделать Вояджеры, которые приблизились к ней в 1979 году. Первому зонду понадобилось 546 дней.
Самым скоростным зондом, созданным человеком, является научная станция «Новые горизонты» НАСА. Старт произошел в январе 2006 года, а Юпитера она достигла в феврале 2007. То есть на весь путь ей понадобилось лишь 13 месяцев. Скорость движения «Новых горизонтов» при работающих двигателях достигает 45 км/с, в остальных случаях – 16 км/с. Подобная скорость колоссальна в пределах земной атмосферы, однако ничтожна в космическом пространстве. То есть сколько лететь до Юпитера, ответили исследовательские спутники.
Объекты во Вселенной располагаются на таких фантастических расстояниях друг от друга, что человеческому интеллекту пока не удалось создать двигатели на актуальном для космоса виде энергии.
Сколько же лететь до Юпитера человеку в современных реалиях? Наука пока что смогла сократить необходимое время до 600 дней. Но это лишь с учетом того, что искусственный объект пролетит мимо гиганта и не задержится около него. Если требуется выйти на орбиту, то ученым придется выполнить более ювелирную работу по расчетам. В таком случае время полета затянется до 2000 дней.
Солнечный свет
Во Вселенной ничто не может двигаться быстрее частиц света. Скорость, с которой такой поток движется, составляет 300 тыс. км в секунду. Чтобы он достиг Земли от Солнца, понадобится всего 8 минут 17 секунд.
Сколько же необходимо времени для освещения звездой Юпитера? Он удален от Солнца на 779 млн км, значит, частице света понадобиться 2596 секунд или 43.2 минуты, чтобы добраться до такого далекого и темного уголка системы.
Источник
Сколько идет сигнал с других планет Солнечной системы?
Космические корабли уже давно летают к далеким планетам Солнечной системы, а парочке Вояджеров даже удалось выбраться в гелиопаузу. Откуда мы знаем об их локации? Дело в том, что в ответ поступают снимки и информация с помощью радиоволн.
На самом деле, это сложная система связи. Важно понимать, что из-за удаленности объектов сигналы всегда поступают с задержкой. По всей Земле расположены огромные радиоантенны системы DSN, которые принимают сигналы от аппаратов НАСА. Расположение в разных частях света важно, потому что при вращении планеты космические корабли всегда остаются в поле видимости.
Современные аппараты, отправляющиеся на большие дистанции, пытаются создавать максимально автономными. Например, корабль Новые Горизонты в начале 2019 года пролетел мимо 2014 MU69, отдаленного от Солнца на 43.4 а.е.! Это огромнейшая дистанция, поэтому подобные механизмы следуют специальным приказам, которые учитывают все возможные критические ситуации.
Задержка связи важна особенно при рассмотрении будущих человеческих полетов. Мы можем отправиться на Марс и должны понимать, что говорить придется с задержкой, что в критической ситуации выглядит особенно опасно. Давайте посмотрим, как долго сигнал добирается в одну сторону от Земли к планетам Солнечной системы.
Меркурий
Первая планета от Солнца удалена от нас на 82-217 млн. км (важно учитывать также изменение позиции на орбитальном пути). Поэтому сигнал в одну сторону движется 5-12 минут.
Венера
Это вторая планета от Солнца и одна из ближайших к нам. Дистанция между мирами достигает 38-261 млн. км (орбитальный путь приближен к круговому), а длительность сигнала занимает 3-14 минут.
Марс особенно интересен человечеству, так как готовится стать полноценной колонией. Планета отдалена от нас на 56-401 млн. км, поэтому сигнал будет достигать мира через 4-20 минут. Согласитесь, это не очень удобно для диалога между астронавтами и пунктом приема, но придется как-то вертеться.
Юпитер
Крупнейшая планета Солнечной системы расположена в 588-967 млн. км. При этом ждать обратного ответа придется 35-52 минут.
Сатурн
Самая роскошная кольцевая планета отдалена от Земли на 1195-1660 млн. км, из-за чего сигнал движется в одну сторону за 71-88 минут. Важно отметить, что человечество вряд ли отправится к самим газовым гигантам. Однако нам интересны их спутники, поэтому с задержкой связи придется считаться.
Знаменитая «планета на боку» («Планета на боку. Что случилось с Ураном в прошлом») расположена в 2.6-3.15 млрд. км от нас. Поэтому сигнал достигает этого удаленного мира за 152-168 минут.
Нептун
Это последняя официальная планета в списке, удаленная на 4.3-4.6 млрд. км, а скорость сигнала достигает 242-258 минут.
Постскриптум
То есть, если вы выберетесь за пределы Сатурна, то ответного сигнала от землян придется ждать более двух часов. А теперь представим ситуацию с межзвездными путешествиями. Ученым придется придумать, как можно настроиться на относительно быстрый контакт.
Хотя, может, если мы научимся летать к соседним звездам, то и со связью придумаем что-то более продвинутое? Что думаете?
Источник
Сколько времени займёт полёт к Юпитеру?
Мы постоянно говорим о Плутоне, Сатурне или Марсе. Но мы уже давно не слышали новостей о Юпитере. Почему так? Юпитер – это самая большая планета в Солнечной системе, она в 318 раз массивнее Земли, и я считаю, что её изучение должно быть намного более тщательным. Верно?
Юпитер является одним из самых интересных мест в Солнечной системе. Планета впечатляет сама по себе. На ней существует древний циклон, который больше Земли. Юпитер обладает настолько мощным магнитным полем, что это не поддаётся нашему пониманию.
Основной причиной для посещения Юпитера являются его спутники. Европа, Каллисто и Ганимед, возможно, все они имеют обширные океаны, содержащие воду в жидком состоянии под ледяными шапками. И, как вы, наверное, знаете, везде, где мы находим жидкую воду на Земле, мы находим и жизнь.
В общем, ледяные спутники Юпитера – это, вероятно, лучшее во всей Солнечной системе место для поиска жизни.
И все же, до лета 2016 года, не было ни одного космического аппарата, который занимался бы изучением этого массивного газового гиганта и его спутников. На самом деле, там никого не было на протяжении многих лет. Предпоследним космическим аппаратом, посетившим Юпитер в 2007 году, оказался зонд “Новые Горизонты”. Подумайте, сколько лететь до Марса? Чтобы попасть к Красной планете, проще всего стартовать, дождавшись минимальной дистанции, которая бывает каждые 26 месяцев. Наименее энергозатратная гомановская траектория приведет нас туда за 9 месяцев, это сопоставимо со временем необходимым для полёта к Юпитеру. Марс исследуют несколько роверов и орбитальный аппарат MRO, несколько лет назад мы получили снимки поверхности Плутона и тем не менее мы не видели Юпитер в высоком разрешении уже почти 10 лет, вплоть до 2016 года, когда на его орбиту прибыл аппарат “Юнона”. Что же происходит?
Часть проблемы заключается в том, что Юпитер находится очень далеко, и необходимо много времени, чтобы попасть туда. Сколько? Давайте посмотрим на космические аппараты, которые когда-либо совершали это путешествие.
Первым космическим зондом, посетившим Юпитер, стал “Пионер 10”. Он стартовал 3 марта 1972 года и достиг Юпитера 3 декабря 1973 г. В общей сложности путешествие продлилось 640 дней.
Но “Пионер 10” просто пролетел мимо газового гиганта, на своём пути, к внешней части Солнечной системы. Он прошёл в 130 000 километров от планеты, сделал первые в своём роде снимки Юпитера крупным планом, а затем продолжил своё путешествие, которое продлилось ещё около 11 лет, прежде чем НАСА потеряло с ним связь.
“Пионер 11” стартовал год спустя, и прибыл к планете на год позже. Его полёт продолжился 606 дней, и он пролетел намного ближе к Юпитеру – в 21 000 километров от планеты.
Затем были космические аппараты “Вояджеры”. “Вояджер 1” потребовалось всего 546 дней для такого путешествия, и он прибыл к газовому гиганту 5 марта 1979 года, зонду “Вояджер -2” для этого потребовалось 688 дней.
Так что, если вы захотите посетить Юпитер вам потребуется от 550 до 650 дней.
Но если вы хотите выйти на орбиту вокруг Юпитера, то вас ждёт гораздо более длительное путешествие. Кроме “Юноны”, искусственным спутником Юпитера стал лишь “Галилео” – космический зонд НАСА, который был запущен 18 октября 1989 года.
Вместо того, чтобы лететь к Юпитеру по прямой, ему пришлось совершить два гравитационных манёвра: один вокруг Земли и один вокруг Венеры. Он вышел на юпитерианскую орбиту 8 декабря 1995 года. Полёт в общей сложности занял 2242 дней.
Так почему же “Галилей” так долго летел Юпитеру? Всё дело в том, что вы должны лететь относительно медленно для того чтобы в момент, когда вы достигнете Юпитера, вы смогли бы закрепиться на орбите вокруг газового гиганта, а не пролететь мимо.
Но все же после такого длительного периода одиночества Юпитер снова встретил гостей. “Юнона” – космический аппарат НАСА был запущен 5 августа 2011 года, и долгое время он находился во внутренней части Солнечной системы, наращивая скорость. Он совершил два пролёта мимо Земли в 2013 году, и 5 июля 2016 года достиг орбиты Юпитера. Общее время полета составило: 1796 дней.
Не стоит также забывать, что к 2022 году Европейское космическое агентство планирует к запуску миссию “Ледяные спутники Юпитера”, которой потребуется около 8 лет, чтобы достичь Юпитера. Миссия НАСА Europa Multiple-Flyby (ранее известная как Europa Clipper), вероятно, стартует примерно в те же сроки, и будет сосредоточена на изучении Европы.
Итак, сколько же времени потребуется, чтобы добраться до Юпитера? Около 600 дней, если вы хотите просто пролететь мимо и не планируете там задерживаться. Но если вы хотите остаться на орбите, то вам потребуется около 2000 дней.
Источник