Великий космічний простір аж ніяк не є порожнім. Він наповнений невидимими силами, змінами планетарних вирівнювань та тонкими гравітаційними взаємодіями, що формують рух небесних тіл. Для космічного апарата Europa Clipper ці невидимі сили стануть ключем до досягнення його цілі — супутника Юпітера Європи, вкритого кригою, але сповненого наукових можливостей. Вчені давно припускають існування підлідного океану на Європі, прихованого під товщею замерзлої кори. Чи можуть у ньому існувати умови, сприятливі для життя? Місія Europa Clipper покликана знайти відповіді на ці запитання. Проте спершу космічний апарат має здійснити ретельно спланований маневр, використовуючи Марс як проміжну точку перед виходом у глибокий космос. Зближення Europa Clipper з Марсом Europa Clipper пролетить повз Марс на величезній швидкості — 550 миль (884 км) над поверхнею планети. Цей проліт не є випадковим: він є розрахованим маневром, що використовує гравітацію Червоної планети для коригування траєкторії без витрати зайвого пального. У найменшій точці зближення апарат рухатиметься зі швидкістю 15,2 милі на секунду. Гравітація Марса дещо змінить траєкторію та зменшить швидкість. Це лише незначне коригування, але воно має вирішальне значення. Після виходу з гравітаційного поля Марса апарат продовжить політ зі швидкістю 14 миль на секунду, ідеально вирівняний для наступного етапу своєї подорожі. Шлях до Юпітера Дістатися Юпітера — це не лише питання швидкості, а й точності. Проліт повз Марс є лише першим із двох гравітаційних маневрів. Другий відбудеться в грудні 2026 року, коли Europa Clipper повернеться до Землі для фінального «гравітаційного стрибка». Саме тоді він отримає необхідний імпульс для подальшого руху до газового гіганта. Без цих маневрів місія потребувала б величезних запасів пального, що зробило б апарат важчим, дорожчим і повільнішим. Натомість він використовує гравітацію планет для економії ресурсів. Якщо все піде за планом, апарат вийде на орбіту Юпітера в квітні 2030 року, готовий до виконання своєї основної місії. Мистецтво космічної навігації «Ми входимо в зону гравітації Марса на великій швидкості, і його тяжіння змінює нашу траєкторію», — пояснює Бретт Сміт, системний інженер місії в Лабораторії реактивного руху NASA (JPL). «При цьому ми обмінюємося невеликою кількістю енергії з планетою, що дозволяє нам вийти на курс, який поверне нас до Землі.» Запущений 14 жовтня 2024 року ракетою SpaceX Falcon Heavy, Europa Clipper має подолати величезну відстань. Юпітер обертається навколо Сонця у п’ять разів далі, ніж Земля, тому прямий політ є непрактичним. Саме тому місія передбачає багатоступеневий маршрут. Метод гравітаційних маневрів добре знайомий вченим. Ще у 1970-х роках зонди Voyager використали рідкісне вирівнювання планет для гравітаційного прискорення через Юпітер та Сатурн у напрямку міжзоряного простору. Відтоді цей метод став стандартним у міжпланетній навігації. Гра в космічний більярд «Це своєрідна гра в більярд у Сонячній системі, коли апарат пролітає повз кілька планет під правильним кутом і в потрібний момент, щоб набрати достатньо енергії для польоту до Юпітера та Європи,» — зазначає Бен Бредлі, планувальник місії Europa Clipper в JPL. Вся операція вимагає багаторічного планування. Інженери спеціально розрахували траєкторію з запасом, щоб у разі потреби можна було вносити корективи. Наразі, наближаючись до Марса, команда вже провела три маневри корекції траєкторії (TCM) — у листопаді, січні та лютому. Наступний коригувальний маневр запланований на середину березня. Загалом протягом місії може знадобитися сотні дрібних корекцій для підтримки ідеальної траєкторії. Тестування приладів під час прольоту Хоча прольот Марса в основному використовується для навігації, він надає унікальну можливість протестувати наукові інструменти апарата. За день до зближення з Марсом команда місії виконає калібрування теплового зображувача. Очікується, що в наступні місяці буде опубліковано багатоспектральне зображення планети. Але найбільш важливим стане перше повноцінне тестування радара Europa Clipper. Цей радар, призначений для сканування крижаної оболонки Європи, є одним із найважливіших наукових інструментів місії. Його довгохвильові антени не могли бути повністю протестовані на Землі перед запуском. Тепер, у космосі, відбудеться перша перевірка його роботи в реальних умовах. Розкриття таємниць Європи Основна місія Europa Clipper розпочнеться після досягнення Юпітера. Апарат досліджуватиме замерзлу кору Європи, створюватиме карти підповерхневого океану та вивчатиме взаємодію між крижаною оболонкою і рідкою водою під нею. Чи є в Європи правильна хімія для підтримки життя? Чи можуть під її поверхнею існувати мікробні організми? Це питання, на які сподіваються знайти відповіді вчені. Місія Europa Clipper є результатом років міжнародної співпраці. Лабораторія реактивного руху NASA (JPL) керує проєктом у партнерстві з Лабораторією прикладної фізики Університету Джонса Гопкінса. Якщо місія буде успішною, вона може змінити наше розуміння не лише Європи, а й можливості існування життя за межами Землі.