على الرغم من أنه لا يزال أمامه سبع سنوات من الوصول كوكب المشتري، ال عصير المهمة تسير على قدم وساق – وقد تم إجراء اختبار حديث لمحاكاة تحليق المركبة الفضائية للمهمة بالقرب من القمر الجليدي لجوفيان، كاليستو.
بعد أن انطلقت من ميناء الفضاء الأوروبي في غيانا الفرنسية قبل عام، مستكشف أقمار المشتري الجليدية، المعروف باسم JUICE باختصار، لا يزال في الداخل النظام الشمسي، استعدادًا لسلسلة من مساعدات الجاذبية التي سترميها على مسار يسمح لها بالالتقاء مع كوكب المشتري في عام 2031. وسيكون أول ميناء اتصال لها هو القمر الجليلي الخارجي للكوكب العملاق، كاليستو. سيكون هذا أول تحليق من أصل 35 رحلة جوية مخططة لأقمار كوكب الغاز كاليستو، جانيميد و أوروباقبل أن تستقر المركبة الفضائية في مدارها حول جانيميد.
وفي مركز عمليات الفضاء الأوروبي (ESOC) في ألمانيا، يستعد فريق المهمة بالفعل لهذا الطيران الأول، ولكن باستخدام النموذج الهندسي للمركبة الفضائية. هذه نسخة طبق الأصل من نموذج الرحلة الذي يسافر حاليًا عبر الفضاء، بنفس الأجهزة والبرامج والأدوات. والفرق الوحيد هو أنه يجلس في غرفة نظيفة في دارمشتات.
متعلق ب: يوثق فيلم “Themaking of JUICE” كيف قام العلماء ببناء مركبة فضائية متجهة إلى كوكب المشتري رغم الصعاب
المشكلة التي يواجهها JUICE، وأي مهمة إلى كوكب المشتري، هي تأخير الوقت – المدة التي تستغرقها إشارات الراديو للوصول إلى المركبة الفضائية من الأرض والعكس. يمكن أن يستغرق هذا التتابع 33 دقيقة عندما يكون المشتري في أقرب نقطة له من الأرض (المقابلة) و54 دقيقة عندما يكون على الجانب الآخر من النظام الشمسي. وبالتالي، تمت برمجة JUICE ببرنامج يمكنه التفكير والتخطيط بشكل مستقل دون انتظار الأوامر.
أحد الأمثلة على المكان الذي ستكون فيه استقلالية JUICE أمرًا حيويًا هو عند مراقبة ميزات السطح على Callisto أثناء التحليق. نظرًا لأننا لا نستطيع معرفة الموقع الدقيق لـ JUICE عندما يمر عبر مجال جاذبية Callisto، يجب أن يتولى الكمبيوتر الموجود على متن المركبة زمام الأمور ويضبط اتجاه المركبة الفضائية حتى يتمكن من استهداف ميزات السطح الفردية باستخدام أدواته بدقة جزء من الدرجة. .
وقال إجناسيو تانكو، مدير عمليات الطيران في JUICE، في وكالة الفضاء الأوروبية: “نحتاج إلى أن يكون JUICE قادرًا على التفاعل بأعينه وعقله”. بيان صحفي. “عندما يظهر كاليستو في مجال رؤية كاميرا الملاحة الخاصة به، فإنه يحتاج إلى أن يكون قادرًا على تحديد الميزات المهمة على سطح القمر، وتدوير نفسه لتوجيه أدواته نحوها، ثم الاستمرار في الدوران لإبقائها في نطاق الرؤية أثناء تحليقه. “.
كان على الفريق في ESOC أن يجعل النموذج الهندسي يعتقد أنه كان بالفعل في الفضاء ويطير بالقرب من كاليستو من خلال عرض صور تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر لكاليستو في كاميرا الملاحة الخاصة بالنموذج. تحاكي الصور الاتجاه والمرحلة التي سيكون عليها كاليستو عندما يقوم JUICE بالتحليق بشكل حقيقي في عام 2031.
وشبه جوليو بينزان، وهو مهندس عمليات المركبات الفضائية في وكالة الفضاء الأوروبية، الأمر بربط النموذج الهندسي بسماعة رأس غامرة للواقع الافتراضي والسماح له بالتحرك في تلك المساحة الافتراضية.
وقال بينزان: “كان على برنامج الملاحة أن يتفاعل مع هذه الصور”. “إذا لاحظت أنها كانت تقترب من كاليستو بزاوية خاطئة أو كانت تواجه اتجاهًا خاطئًا قليلاً، كان عليها أن تحاول تصحيح هذه الأخطاء دون مساعدتنا”.
تم تخصيص ثلاثة أيام للاختبار في ESOC، ولم يكن من المتوقع أن يكون الأمر سهلاً – فالهدف الأساسي من هذه التدريبات هو تخفيف مكامن الخلل. نظرًا لتعقيد المهمة، لم يكن من الممكن إجراء الاختبار على برنامج محاكاة أولاً، حيث يمكن حل معظم الأخطاء. وبدلاً من ذلك، توقع فريق JUICE أن يتحمل الكثير من التجارب والخطأ، بالإضافة إلى إعادة كتابة البرنامج، حتى يتمكن من العمل.
ومع ذلك، نجح النموذج الهندسي في اليوم الأول، حيث نجح في استهداف صور كاليستو والحفاظ على مواقع على سطح القمر الجليدي أثناء قيامه بتحليق افتراضي، متدحرجًا لإبقاء القمر في الأفق.
قصص ذات الصلة:
– يلتقط المسبار الأوروبي JUICE أول “صور شخصية” في طريقه إلى كوكب المشتري
– قمر المشتري آيو مغطى بالبراكين النشطة. الآن لدينا الخريطة الأولى لهم
– يمتلك كوكب المشتري الآن أكبر عدد من الأقمار في النظام الشمسي، متفوقًا على زحل بفضل 12 قمرًا صناعيًا مكتشفًا حديثًا
قال جوليو: “علينا حقًا أن نشيد بفريق ديناميكيات الطيران لدينا”. “لقد كانت حساباتهم الرياضية دقيقة ومكنتنا من التحليق بسلاسة في المحاولات الأولى على الرغم من قلة الخبرة التي يكتسبونها عادةً من تجربة برنامج المحاكاة. لقد كان الأمر رائعًا حقًا. لقد فاجأونا حتى نحن.”
ال الخطوة التالية لمهمة JUICE في العالم الحقيقي هي مساعدة الجاذبية الأرضية القمرية، أو LEGA باختصار، في أغسطس. أولا، سوف يطير عصير الماضي لدينا قمر وسرقة بعض من زخمها المداري، يليها بعد أقل من 24 ساعة المرور عبر الأرض والحصول على مساعدة جاذبية إضافية لزيادة سرعتها. إنها المرة الأولى التي تتم فيها محاولة هذا النوع من المساعدة بالجاذبية المزدوجة، ولكن نظرًا لأن JUICE هي واحدة من أضخم المركبات الفضائية بين الكواكب التي تم إطلاقها على الإطلاق، فإنها تحتاج إلى مزيد من المساعدة للتنقل بين الكواكب. في عام 2025، سيحصل JUICE على مساعدة إضافية في الجاذبية من كوكب الزهرةوبعد ذلك، ستمنح جولتان إضافيتان حول الأرض فقط في عامي 2026 و2029 المركبة الفضائية سرعة كافية للخروج من بئر جاذبية الشمس والتوجه نحو كوكب المشتري أخيرًا.