مانور کنارگذر زمین، جویس را به سوی مشتری فرستاد

این فضاپیما نگاهی دوباره به زمین انداخت، آخرین عکس را ثبت کرد و سپس در مسیری تازه به سوی مشتری پرتاب‌گونه پیش رفت. در ۲۸ سپتامبر ۲۰۲۶، کاوشگر قمرهای یخی مشتری آژانس فضایی اروپا، جویس، از حاشیه‌های جو زمین گذشت و از گرانش سیاره ما برای بازآرایی مسیر خود در سفر طولانی پیش رو استفاده کرد.

در ساعت ۱۳:۴۵ به وقت تابستانی اروپای مرکزی، برابر با ۱۱:۴۵ به وقت هماهنگ جهانی، فضاپیما از ارتفاع تنها ۸٬۶۴۰ کیلومتری بر فراز اقیانوس هند عبور کرد. دوربین‌های نصب‌شده روی آن، هم‌زمان با دور شدن سریع جویس، رشته‌ای پیاپی از فریم‌ها را ثبت کردند؛ یکی از دوربین‌های پایش در ساعت ۱۳:۵۶ به وقت تابستانی اروپای مرکزی نمایی چشمگیر از سیاره ما گرفت، در حالی که دوربین ناوبری در بازه زمانی نزدیک به کمترین فاصله، از ماه و حتی بخشی از ماداگاسکار نیز عکس‌برداری کرد.

کاوشگر قمرهای یخی مشتری آژانس فضایی اروپا، جویس، به زمین نزدیک می‌شود.

کمک گرانشی، مسیر پرواز جویس را حدود ۲۰ درجه کج کرد و سرعت آن را نزدیک به ۳.۵ کیلومتر بر ثانیه افزایش داد؛ مانوری که پیشران ارزشمند فضاپیما را برای پژوهش‌های دقیق آینده در مشتری ذخیره می‌کند.

در این عملیات، دقت همه‌چیز بود. تیم‌ها از ۱۷ اوت ردیابی فشرده‌تر را آغاز کردند و پایش را تا ۱۰ اکتبر دقیق‌تر پیش بردند. این روند به کنترل‌کنندگان اجازه داد از شش فرصت هدف‌گیری از پیش برنامه‌ریزی‌شده بهره ببرند و در ماه پایانی فقط یک اصلاح مسیر کوچک انجام دهند. چرا این همه احتیاط لازم بود؟ چون هر لیتر سوختی که اکنون ذخیره شود، هنگام رسیدن جویس به سامانه مشتری به زمان رصدی بیشتر تبدیل خواهد شد.

فراتر از ناوبری، این کنارگذر نقش یک تمرین عملی کامل برای مجموعه ابزارهای علمی مأموریت را نیز داشت. زمین هدفی شناخته‌شده است: امضاهای طیفی، میدان‌های مغناطیسی و محیط‌های ذرات باردار آن برای دانشمندان مأموریت به‌خوبی قابل فهم است. همین موضوع سیاره ما را پیش از آغاز کار پیچیده‌تر و دوردست‌تر در اطراف گانیمد، اروپا و کالیستو، به میدان کالیبراسیونی ایده‌آل تبدیل می‌کند.

دوربین ناوبری کاوشگر قمرهای یخی مشتری آژانس فضایی اروپا، جویس، این تصویر را از ماه در دوردست ثبت کرد. تصویر در ساعت ۰۳:۲۷ به وقت تابستانی اروپای مرکزی، حدود هشت ساعت پیش از نزدیک‌ترین عبور جویس از کنار زمین، گرفته شده است.

تیم‌های ابزارهای علمی در آژانس فضایی اروپا و مراکز همکار، رصدها را تا سطح دقیقه زمان‌بندی کردند و اندازه‌گیری‌هایی را در اولویت گذاشتند که مستقیما به عملیات در مشتری کمک می‌کرد. برخی آزمایش‌ها ناچار شدند منتظر بمانند؛ گرفت‌های خورشیدی و دوره‌هایی که فضاپیما فقط با باتری کار می‌کرد، انتخاب درباره اجرای ابزارها و زمان آن را ضروری می‌ساخت. با این حال، این رویارویی فرصتی کم‌نظیر فراهم کرد تا سخت‌افزار و مسیرهای پردازش داده در شرایط واقعی فضا اعتبارسنجی شوند.

دوربین ناوبری کاوشگر قمرهای یخی مشتری آژانس فضایی اروپا، جویس، این تصویر را از بخشی از جزیره ماداگاسکار ثبت کرد. تصویر در ساعت ۱۳:۴۷ به وقت تابستانی اروپای مرکزی، تنها دو دقیقه پس از نزدیک‌ترین عبور جویس از کنار زمین گرفته شده است. نزدیک‌ترین نقطه عبور جویس بر فراز اقیانوس هند بود، زیرا فضاپیما از شرق به غرب حرکت می‌کرد.

مسیر جویس همچنین از دنباله مغناطیسی زمین گذشت؛ همان ردپای مغناطیسی بلندی که در جهت دور از خورشید کشیده می‌شود. این گذر به فضاپیما امکان داد میدان‌های مغناطیسی و ذرات پرانرژی را در فاصله‌ای دور از سیاره نمونه‌برداری کند. رصدهای هم‌زمان مأموریت اروپایی چینی اسمایل، که فعالیت‌های شفقی و نزدیک زمین را زیر نظر داشت، تصویری چندمقیاسی می‌سازد از این که پویایی‌های دوردست دنباله مغناطیسی چگونه به فرایندهای بالای قطب‌ها پیوند می‌خورند. چنین اندازه‌گیری هماهنگ و شبیه دید استریویی، برای مطالعه محیط آب‌وهوای فضایی زمین به‌طور غیرمعمولی نیرومند است.

کاوشگر قمرهای یخی مشتری آژانس فضایی اروپا، جویس، در ۲۸ سپتامبر به زمین بازگشت و کنترل‌کنندگان پرواز، فضاپیما را به نزدیکی سیاره خانگی ما هدایت کردند تا در مسیر رسیدن به مشتری، سرعت و جهت آن تغییر کند. 

دریافت داده‌ها و تحلیل تیم‌های ابزار علمی از چند روز تا چند هفته زمان خواهد برد، اما دانشمندان انتظار دارند به‌زودی تصاویر و طیف‌های با وضوح بالا را منتشر کنند؛ از جمله فریم‌های دوربین یانوس که زمین و ماه را با جزئیاتی شفاف نشان می‌دهد. هر مجموعه داده نه فقط از نظر ارزش علمی فوری، بلکه از این منظر بررسی می‌شود که چه نکته‌ای درباره عملکرد ابزارها در مسیر مشتری به اپراتورها می‌آموزد.

جویس در طول سفر خود سه کنارگذر از زمین انجام می‌دهد: یکی از سامانه زمین و ماه در اوت ۲۰۲۴، یکی از زمین در سپتامبر ۲۰۲۶ و بار دیگر یکی از زمین در ژانویه ۲۰۲۹. در مجموع، جویس حدود هشت سال را در مسیر سفر به مشتری سپری خواهد کرد. این فضاپیما در ژوئیه ۲۰۳۱ به مشتری می‌رسد، اما رصدهای علمی خود را از شش ماه پیش از ورود به مدار مشتری آغاز خواهد کرد. 

سفر جویس ماراتنی از کمک‌های گرانشی است: سه کنارگذر زمین در طول مسیر، شامل کمک اولیه زمین و ماه در اوت ۲۰۲۴، این گذر ۲۸ سپتامبر ۲۰۲۶ و چرخش نهایی کنار زمین در ژانویه ۲۰۲۹ که فضاپیما را در مسیر نزدیک‌شدن نهایی قرار می‌دهد. جویس که در آوریل ۲۰۲۳ با موشک آریان ۵ از کورو پرتاب شد، پس از حدود هشت سال ناوبری و رصد دقیق، در سال ۲۰۳۱ به مشتری خواهد رسید. پس از آن، مأموریت حدود ۳۵ کنارگذر نزدیک از قمرهای بزرگ این غول گازی انجام می‌دهد و در نهایت وارد مدار گانیمد می‌شود.

این کنارگذر چیزی فراتر از یک تلنگر ناوبری است. یک تمرین فشرده، یک سکوی آزمون علمی و یادآوری این نکته است که حتی در سفری به سوی بخش‌های بیرونی منظومه شمسی، زمین همچنان آزمایشگاهی ضروری برای آماده‌سازی مأموریت‌های اکتشاف جهان‌های دوردست است.