精心策划的引力辅助使Juice相对于其先前轨道的方向改变了20°,并将其速度提高了3.5 km/s。在相遇前的四周内,任务控制人员只需进行一次微小的航向修正(在预留的六次机会中仅使用了一次),即可使航天器进入精确的接近路径,从而充分利用地球的引力。
控制人员从8月17日开始对Juice进行特别密切的监测,并将持续这种高强度的跟踪直到10月10日。
Juice近距离飞掠地球
9月28日中欧夏令时间13:45(协调世界时11:45),Juice到达距离地球的最近点。那一刻,航天器在印度洋上方仅8640公里处飞过,同时利用其机载监测相机拍摄了一系列图像。
“这次飞掠需要进行超精确的实时导航。得益于我们非常周密的计划,我们仅使用了为这次飞掠预留的一小部分推进剂,”Juice航天器运营经理安吉拉·迪茨(Angela Dietz)说。“这让我们有更多的推进剂可用于在木星执行对其冰卫星的观测。”
节省这些燃料尤为珍贵,因为Juice最终在木星及其卫星周围开展其宏大的科学探测活动时将需要它。
地球成为Juice的测试场
改变航天器的轨道是这次飞掠的主要目的,但这次相遇也为任务团队提供了一个宝贵的机会,利用真实的行星目标来测试Juice的科学仪器。
这是任务期间第三次这样的机会。第一次出现在Juice 2024年的月球-地球引力辅助期间,随后是航天器在2025年对3I/ATLAS彗星的观测。
来自欧空局(ESA)航天器运营、科学运营和技术中心的团队花了数月时间,与负责Juice 10台科学仪器的外部团队进行协调。他们的目标是仔细安排每台仪器的运行时间,并从航天器有限的资源中尽可能多地提取科学和校准时间。
“Juice前往木星的旅程仅提供少数几次在充分了解的环境条件下校准和验证仪器的机会,”领导这项工作的Juice项目科学家克莱尔·瓦拉特(Claire Vallat)解释道。
“考虑到可用时间有限和操作限制,仪器活动有时必须分清主次,例如今天早上当Juice处于地球阴影中并仅依靠电池供电时。在这次飞掠期间,校准活动的优先级是根据其与为仪器在木星工作做准备的相关性来确定的,同时也会考虑该机会是唯一的还是可以在旅程的后期安排。”
为木星的冰卫星做准备
尽管这次地球相遇需要大量的准备工作,但与Juice在木星面临的挑战相比,它相对简单。按计划,该航天器将对这颗巨型行星的大型卫星木卫三(Ganymede)、木卫四(Callisto)和木卫二(Europa)进行35次飞掠。
对这些相遇的规划在几年前就开始了。对于木卫二的飞掠,关于仪器将如何运行的讨论大约在10年前就开始了,并将一直持续到Juice最终在2030年代初飞过这颗卫星。
因此,地球是一次重要的演练。科学家可以利用这次飞掠来校准仪器,了解它们在太空中运行时的表现(在太空中,它们的工作方式总是与在地球上略有不同!),并完善稍后将用于分析数据的工具。
与木星冰卫星的相遇在科学上的要求将高得多。到那时,Juice需要做好准备,在每次珍贵的飞掠期间捕获尽可能多的高质量信息。
Juice探测地球磁尾
该航天器还花了几天时间穿过地球的磁尾,即地球磁场向远离太阳方向延伸的长长部分。
这为Juice提供了在远离地球的地方测量磁场和带电粒子的机会。与此同时,欧中合作的“微笑”(Smile)任务一直在观测北极光,同时在更靠近地球的位置测量磁场和粒子。
将Juice和Smile的测量结果结合起来,可以为科学家提供一种罕见的方法,将地球磁尾深处的活动与地球极地周围发生的事件联系起来。
科学家预计将在未来几周内发布一些Juice仪器的图像和光谱,前提是数据已传回地球且仪器团队有时间对其进行评估。预期结果包括由Juice的科学相机JANUS拍摄的地球和月球的高分辨率图像。
Juice将再次返回地球
Juice与地球的交集尚未结束。
2029年1月,该航天器将返回,对我们的星球进行第三次也是最后一次飞掠。那次相遇将使Juice进入2031年抵达木星所需的最终轨道。
关于Juice
欧空局的木星冰卫星探测器(Jupiter Icy Moons Explorer,简称“Juice”)是人类下一次前往外太阳系的大胆任务。它将对气态巨行星木星及其三颗大型含海洋的卫星——木卫三(Ganymede)、木卫四(Callisto)和木卫二(Europa)进行详细观测。这项雄心勃勃的任务将利用一套强大的遥感、地球物理和就位探测仪器来表征这些卫星的特征,以进一步了解这些引人注目的目的地作为过去或现在生命潜在栖息地的情况。
Juice将深入监测木星复杂的磁场、辐射和等离子体环境及其与卫星的相互作用,将木星系统作为整个宇宙中气态巨行星系统的原型进行研究。
Juice于2023年4月从库鲁的欧洲航天发射场由阿丽亚娜5型火箭发射升空。它将进行为期八年的巡航,期间通过飞掠地球和金星进行借力飞行,将其弹射向木星。它将在绕木星飞行期间对这三颗大型卫星进行35次飞掠,然后再变轨进入木卫三轨道。