Сколько займёт полет на Юпитер
Юпитер — самая большая из планет Солнечной системы. В ясную погоду он отчетливо виден на ночном небе. Там, благодаря своим гигантским размерам, светило соперничает по яркости с более близкими к нам Марсом и Венерой.
Человечество издавна тянет к звездам. И мы невольно задаем себе вопрос, сколько лететь до Юпитера, кажущегося таким близким.
Местоположение в Солнечной системе
Юпитер — ближайшая к Земле планета-гигант, во время формирования Солнечной системы едва не ставшая вторым Солнцем. Его масса в 2,47 раза больше веса всех остальных планет, вместе взятых. Визуальное сходство со звездами на ночном небе — обыкновенная оптическая иллюзия, вызванная разницей расстояний между нашим взглядом и далекими небесными телами.
А дистанцию до Юпитера определить не так-то легко.
Орбита этого гиганта проходит между Марсом и Сатурном, таким образом, Юпитер является пятой по счету планетой от Солнца.
Расстояние от Земли
Расстояние между Землей и Юпитером в каждый момент времени разное — оно зависит от того, в каких точках своих орбит они находятся друг относительно друга. Наименьшая его величина составляет 588,5 млн км, а наибольшая — 968,6 млн км. Двигаясь по орбитам, планеты то сближаются, то расходятся. Разница между возможными расстояниями до Юпитера составляет более 380 млн км.
Юпитер движется по орбите вокруг Солнца со скоростью 13,07 км/с, орбитальная скорость Земли выше из-за меньшего радиуса ее траектории — 29,78 км/с. 1 раз в 398,9 суток наша планета обгоняет гиганта, проходя мимо него на минимальном расстоянии. С учетом эллиптического вытяжения обеих орбит эта дистанция каждый раз оказывается то больше, то меньше, но и она подчиняется циклическим ритмам Солнечной системы. Точку максимального сближения орбит планеты проходят примерно 1 раз в 12 лет, после чего начинает движение к точке наибольшей удаленности.
Эти моменты называются Великими противостояниями Земли и Юпитера. Гигантское небесное тело в это время приближается настолько близко, что по яркости превосходит все остальные ночные светила, кроме Луны и Венеры, становясь ярчайшей планетой на небосводе. А спутники звезды можно различить в простой бинокль со средним увеличением.
В стандартный телескоп уже может быть отчетливо видно знаменитое Большое красное пятно, участок поверхности гиганта с постоянным газовым вихрем, интригующий исследователей еще с XVII в. Хорошо различимы и четкие полосы на поверхности планеты-великана — настолько, что можно подсчитать их количество. Легко понять, почему изучающие Юпитер астрономы годами ждут дни Великого противостояния.
Оптимально планировать путешествие на Юпитер в эти краткие периоды сближения.
Время полета на Юпитер
Человечество накопило практический опыт полетов к планете-гиганту, поэтому длительность путешествия может быть рассчитана с точностью до 1 месяца. Всего за время исследований к Юпитеру отправилось 8 космических экспедиций. 9-я — Юнона — проходит прямо сейчас.
Ближайшее Великое противостояние наступит в последней декаде сентября 2022 г. Существуют планы отправить в эти дни следующий аппарат, длительность путешествия которого составит 20 лет. Хотя на выбор даты полета влияет не только расстояние от Юпитера до Земли. Следует учитывать и притяжение остальных планет Солнечной системы, которое при правильном выборе траектории может стать дополнительным источником энергии для полета.
Все экспедиции совершались автоматическими непилотируемыми космическими аппаратами. Это 7 пролетных миссий:
Помимо пролетных, к Юпитеру были отправлены и 2 орбитальные миссии:
Время полета каждый раз определялось задачами космической миссии. Первым стал «Пионер-10», в 1972 г. затративший на полет к Юпитеру 640 дней. Он собирал данные о внешней системе гиганта, отдалившись от светила на 130000 километров. Следующим отправился «Пионер-11», полет которого длился уже 606 дней. Он приблизился к планете на 21000 км.
В 1979 г. у «Вояджер-1» путешествие заняло 546 дней — минимальный срок из всех экспедиций. У «Вояджер-2» он составил намного больше — 688 дней. Из этого следует, что средняя продолжительность полета к Юпитеру продлится 550-650 дней, если не ставить задач облета планеты и выхода на ее траекторию. Подобные цели требуют намного больше времени.
Из всех аппаратов на орбите светила до последнего момента находился только «Галилео», с 1989 г. по 2003 г. Он не мог подлететь к гиганту напрямую, из-за чего был вынужден сделать 2 гравитационные рогатки через Землю и Венеру, замедляясь при подлете, иначе на столь масштабных межпланетных дистанциях велик риск промахнуться мимо цели. Его путь занял 2242 дня — более 6 лет, прежде чем аппарат достиг орбиты и сделал знаменитые снимки поверхности планеты. Сейчас на орбите Юпитера находится «Юнона», чей путь к цели занял 5 лет — с августа 2011 г. до августа 2016 г.
Источник
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
Расстояние от Солнца до Юпитера
Юпитер – самая большая планета в Солнечной системе, которую можно рассмотреть, несмотря на большую удаленность. Особенности его орбиты можно увидеть на фото, где отмечены расстояния от Солнца и Земли.
Планеты путешествуют по эллиптическому орбитальному маршруту, поэтому дистанция между ними всегда разная. Если расположены в ближайшей точке, то 588 млн. км. В этой позиции планета по яркости даже затмевает Венеру. В максимальной удаленности дистанция составляет 968 млн. км.
У газового гиганта уходит 11.86 млн. км на одно вращение вокруг звезды. Земля на своем пути добирается к Юпитеру каждые 398.9 дней. Подобная ретроградность привела к проблемам в моделях Солнечной системы, где идеальные круговые орбиты не согласовывались с петлей Юпитера и прочих планет. Об эллиптических путях догадался Иоганн Кеплер.
Расстояние от Юпитера до Солнца?
В среднем расстояние от Солнца до Юпитера составляет 778 млн. км, но из-за эллиптичности, планета способна приблизиться на 741 млн. км и отдалиться на 817 млн. км.
Между двумя вращающимися небесными телами устанавливается центр масс. Хотя мы говорим, что все планеты совершают обороты вокруг Солнца, фактически они нацелены на конкретную массовую точку. Для многих планет этот центр располагается внутри звезды. Но Юпитер отличается завидной массивностью, поэтому для него точка расположена вне солнечного диаметра. Теперь вы знаете больше о расстоянии от Солнца к планете Юпитер в километрах.
Как долго лететь к Юпитеру?
Скорость полета к Юпитеру зависит от нескольких факторов: топливный запас, расположение планет, скорость, использование гравитационной рогатки.
Галилео отправился в 1989 году и прибыл через 6 лет, пробравшись сквозь 2.5 млрд. миль. Ему пришлось обойти Венеру, Землю и астероид Гаспра. Вояджер-1 стартовал в 1977 году и прибыл в 1979 году, потому что путешествовал, когда планеты расположились идеально.
Новые Горизонты летел напрямую в 2006 году и прибыл за 13 месяцев. У Юноны, запущенной в 2011 году, ушло 5 лет.
ЕКА планирует в 2022 году запустить миссию JUICE, чья дорога займет 7.6 лет. НАСА хотят отправить корабль на Европу в 2020-х гг., на что уйдет 3 года.
Источник
Далеко ли до Юпитера?
Самая большая планета в Солнечной системе, Юпитер, ярко сияет в небе, несмотря на огромное расстояние до неё. Отчасти это связано с его большими размерами и составом, но яркость планеты меняется и в зависимости от расстояния от Земли.
Как далеко от Земли до Юпитера?
Поскольку обе планеты движутся по эллиптическим траекториям вокруг Солнца, то расстояние от Юпитера до Земли постоянно меняется. В точке максимального сближения расстояние до Юпитера составляет всего 588 миллионов километров. В этот момент Юпитер сияет практически так же ярко, как и самая ярка планеты на небосводе, Венера. В точке максимального отдаления расстояние до газового гиганта составляет 968 млн км.
Юпитер совершает полный оборот вокруг Солнца за 11,86 земных лет. Совершая путь вокруг Солнца Земля сближается с Юпитером каждые 398,9 дней. Это выглядит так, будто бы газовый гигант возвращается назад на ночном небе. Это ретроградное движение представляло проблему для солнцецентричной картины Коперника, в которой считалось, что планеты двигаются по идеальным окружностям. Только Иоганну Кеплеру удалось решить её, предположив, что планеты путешествуют по эллипсам.
Как далеко Юпитер от Солнца?
Эллиптические траектории означают, что расстояние от планеты до Солнца тоже постоянно меняется. В точке максимального сближения, или перигелии, Юпитер находится на расстоянии 741 млн км от звезды; а в точке максимального отдаления, или афелии, удаляется на расстояние 817 млн км. В среднем, расстояние от Солнца до Юпитера составляет 778 млн км.
Когда два тела вращаются друг вокруг друга, их общий центр масс находится ближе к более массивному объекту. Эта именно та точка, вокруг которой и вращаются оба тела. Таким образом, хотя мы и говорим, что планеты вращаются вокруг Солнца, на самом деле, и Солнце, и планеты вращаются вокруг общего центра масс.
В Солнечной системе для большинства планет их общий с Солнцем центр масс лежит внутри нашей огромной звезды. Но Юпитер настолько тяжёл,что центр масс в системе Солнце-Юпитер вне Солнца. И это единственная такая планета в нашей системе
Сколько времени требуется, чтобы долететь до Юпитера?
Время, которое требуется космическому аппарату, чтобы достичь Юпитера, зависит от нескольких факторов. Обычно для ускорения полёта и экономии топлива используют пролёты вблизи других небесных тел, Луны, Венеры, Марса и даже Солнца, в результате которых аппарат получает дополнительно ускорение. Это называется гравитационными манёврами.
Например, космический аппарат Galileo был запущен в октябре 1989 года. К Юпитеру он прибыл только в декабре 1995 года. Но кораблю пришлось проделать очень сложный маршрут, преодолев расстояние в 4 млрд км. Прежде чем добраться до Юпитера, он пролетел мимо Венеры, затем вернулся к Земле, в потом ещё и посетил окрестности астероида Гаспра.
С другой стороны, Voyager 1 добирался до Юпитера всего два года. Это объсяняется тем, что миссия Voyager была разработана так, чтобы использовать для ускорения внешние планеты, а не внутренние.
Миссия New Horizons летела по ещё более прямому пути: стартовав 19 января 2006 года, она пролетела Юпитер уже 28 февраля 2007 года, то есть всего через 13 месяцев. Здесь она получила дополнительное ускорение и отправилась дальше, к Плутону и поясу Койпера.
Juno отправилась в полёт 5 августа 2011 года, и ей потребовалось пять лет, чтобы достичь газового гиганта, к которому она прибыла 4 июля 2016 года.
В июне 2022 года Европейское космическое агентство планирует запустить к Юпитеру свою миссию JUipiter ICy moons Explorer (JUICE). Предполагается, что она тоже совершит гравитационные манёвры вблизи Венеры и Земли, а полное время полёта до цели назначения составит целых 7,6 лет.
В середине 2020-х годов NASA планирует запустить к спутнику Юпитера Европе миссию Europa Clipper . Если бы, как первоначально предлагалось, им удалось запустить её в 2018 году, это сократило бы время в пути с восьми лет до трёх.
«Это один из тех редких случаев, когда время на самом деле — деньги», — сказал тогда членам Конгресса заместитель директора Научного управления НАСА Джон Грюнсфельд , но конгрессмены решили по-другому и денег на полёт в июле 2015 года не выделили.
Источник