JUICE trece pe lângă Pământ

1.0Opt ani până la Jupiter

JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) a plecat din Kourou pe 14 aprilie 2023, cu penultima rachetă Ariane 5. Nicio rachetă nu o putea trimite direct spre Jupiter: ar fi trebuit să plece mult mai repede de pe Pământ, iar la sosire i-ar fi trebuit și mai mult combustibil ca să frâneze și să intre pe orbită. Drumul ales durează opt ani și trece de patru ori pe lângă alte corpuri, care schimbă orbita navei aproape fără combustibil.

Fiecare survol are alt rol. Dublul survol Lună–Pământ din august 2024, primul de acest fel din istorie, a fost o frânare: a strâns orbita ca nava să ajungă la Venus. Venus a lărgit-o la loc în august 2025. Survolul din septembrie 2026 și cel din ianuarie 2029 o întind, pas cu pas, până la distanța lui Jupiter.

Data (UTC)             Corpul     Altitudinea   Viteza față   Orbita după survol
                                                   de Soare   periheliu–afeliu
────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
14 apr. 2023           lansarea
19 aug. 2024, 21:15    Luna            752 km
20 aug. 2024, 21:56    Pământul      6.836 km   −3,02 km/s¹   0,64–1,01 UA
31 aug. 2025, 05:29    Venus         5.088 km   +3,78 km/s    0,71–1,58 UA
28 sept. 2026, 11:45   Pământul      8.642 km   +3,50 km/s    0,85–2,41 UA
ian. 2029²             Pământul    ≈ 4.600 km   +3,45 km/s    0,94–5,25 UA
iul. 2031²             Jupiter                                intrarea pe orbită

Data           Corpul    Altitudinea
  viteza față de Soare · orbita după survol
───────────────────────────────────────────
14 apr. 2023   lansarea
19 aug. 2024   Luna           752 km
20 aug. 2024   Pământul     6.836 km
  −3,02 km/s¹ · orbita 0,64–1,01 UA
31 aug. 2025   Venus        5.088 km
  +3,78 km/s · orbita 0,71–1,58 UA
28 sept. 2026  Pământul     8.642 km
  +3,50 km/s · orbita 0,85–2,41 UA
ian. 2029²     Pământul   ≈ 4.600 km
  +3,45 km/s · orbita 0,94–5,25 UA
iul. 2031²     Jupiter
  intrarea pe orbită

Altitudinile, schimbările de viteză și orbitele sunt calculate aici din traiectorie, nu preluate din comunicate. Viteza față de Soare se compară la distanța survolului, înainte și după. ¹ Pentru dublul survol Lună–Pământ, luat ca întreg. ² După traiectoria planificată; datele și valorile se pot schimba.

2.0Cum câștigi viteză trecând pe lângă o planetă

Văzut de pe Pământ, survolul e simetric. JUICE vine din spațiu cu o anumită viteză față de planetă, numită viteza la infinit, v∞, accelerează pe măsură ce cade spre perigeu și pleacă exact cu aceeași viteză. Acum, v∞ a fost de 10,91 km/s, iar la perigeu nava a atins 13,12 km/s. În sistemul de referință al Pământului, survolul nu îi dă energie; îi schimbă doar direcția.

Câștigul apare când privești de la Soare. Viteza navei față de Soare e suma dintre viteza Pământului pe orbită, 29,7 km/s, și viteza navei față de Pământ. Survolul rotește a doua săgeată, pe a cărei lungime n-o schimbă, iar săgeata Pământului rămâne aceeași. Dacă rotația aduce v∞ mai aproape de direcția în care merge Pământul, suma crește. Pentru JUICE a crescut de la 31,53 la 35,03 km/s.

Energia nu vine din nimic. Pământul primește un impuls egal și de sens opus, dar, la masa lui, viteza i se schimbă cu ceva de ordinul a 10⁻¹⁸ m/s.

Trecând mai jos, JUICE ar fi fost deviată mai tare și ar fi câștigat mai mult: la 500 km, aproape 6 km/s, iar orbita ar fi urcat până la 3,8 UA de Soare. Dar scopul nu e viteza cea mai mare, ci orbita potrivită, cea care aduce nava înapoi la Pământ în ianuarie 2029, exact unde trebuie pentru ultimul survol. Contează și partea pe care treci: JUICE a trecut prin urma Pământului, adică prin spatele lui față de direcția în care se mișcă pe orbită. Pe partea opusă, la aceeași altitudine, survolul ar fi frânat nava cu 3,9 km/s, cum a făcut intenționat dublul survol din 2024.

3.0Noaptea dinaintea perigeului

JUICE a venit spre Pământ din partea opusă Soarelui, așa că a traversat conul de umbră al planetei în noaptea dinaintea perigeului, la sute de mii de kilometri distanță. A intrat în umbră dincolo de orbita Lunii și a stat acolo aproape trei ore, între 22:50 și 01:43 UTC, cu discul Pământului acoperind complet Soarele.

Data și ora (UTC)       Ce se întâmplă                       Distanța
─────────────────────────────────────────────────────────────────────
27 sept., 19:29:38      intră în penumbră                  650.062 km
27 sept., 22:50:07      intră în umbră                     518.087 km
28 sept., 01:42:46      iese din umbră                     404.286 km
28 sept., 02:33:23      trece la 124.638 km de Lună        370.890 km
28 sept., 04:09:23      iese din penumbră                  307.482 km
28 sept., 11:15–11:30   trece deasupra Australiei
28 sept., 11:45:11      perigeul, la 8.642 km altitudine    15.017 km

Data și ora (UTC)        Distanța
  ce se întâmplă
─────────────────────────────────
27 sept., 19:29:38     650.062 km
  intră în penumbră
27 sept., 22:50:07     518.087 km
  intră în umbră
28 sept., 01:42:46     404.286 km
  iese din umbră
28 sept., 02:33:23     370.890 km
  trece la 124.638 km de Lună
28 sept., 04:09:23     307.482 km
  iese din penumbră
28 sept., 11:15–11:30
  trece deasupra Australiei
28 sept., 11:45:11      15.017 km
  perigeul, la 8.642 km altitudine

Distanțele sunt măsurate de la centrul Pământului. ESA a anunțat intervalul de umbră 19:24–04:03 UTC; modelul de aici consideră Pământul o sferă fără atmosferă, iar diferența, de câteva minute, nu schimbă desfășurarea.

Fără lumină, panourile solare nu produc curent, așa că nava a mers pe baterii aproape nouă ore. Echipa a stabilit dinainte ce observații se fac în acest interval, ca bateriile să nu se descarce de tot. În animație, cronologia de jos colorează penumbra cu violet deschis și umbra cu violet închis, iar indicatorul de lângă „Telemetrie” trece de la „În soare” la „Penumbră” și „Umbră”.

Tot pe partea de noapte se întinde coada magnetosferei: câmpul magnetic al Pământului, întins de vântul solar ca o mânecă de vânt. JUICE a zburat câteva zile prin ea și a măsurat câmpul magnetic și particulele încărcate de acolo, în timp ce misiunea europeano-chineză Smile urmărea aurorele și mediul din apropierea Pământului. Împreună, cele două pot lega ce se petrece departe, în coadă, de ce se vede la poli.

4.0Ce au privit instrumentele

Între 23 septembrie și 3 octombrie, cele zece instrumente științifice au fost pornite, pe rând, pentru observații ale Pământului și ale Lunii. Pentru echipe a fost o repetiție: instrumentele se poartă în spațiu altfel decât în laborator, iar la Jupiter fiecare dintre cele 35 de treceri pe lângă luni va fi o ocazie unică. A fost a treia repetiție de acest fel, după dublul survol din 2024 și după observațiile cometei interstelare 3I/ATLAS din 2025.

Panoul „Instrumente” din animație arată, clipă de clipă, spre ce corp ceresc avea fiecare instrument câmpul de vedere, calculat din orientarea navei și din geometria instrumentelor: camera științifică JANUS, camera de navigație, spectrometrul MAJIS, spectrograful ultraviolet UVS, altimetrul laser GALA, o cameră de monitorizare, antena cu câștig mare și cea cu câștig mediu. Câmpurile de vedere ale camerei JANUS și ale camerei de navigație sunt desenate și în scenă. Panoul arată încotro erau îndreptate instrumentele, nu și dacă erau pornite.

Camera de navigație, care la Jupiter va ghida nava pe lângă luni, a privit marginea Lunii ca să testeze o tehnică nouă de navigație optică. Cele două camere de monitorizare, montate ca să urmărească desfășurarea antenelor și a brațelor după lansare, au fotografiat Pământul: în imaginile făcute la scurt timp după perigeu se văd Africa și Madagascar. Imaginile de înaltă rezoluție ale camerei JANUS vor fi publicate după ce datele ajung pe Pământ și sunt verificate de echipe.

5.0Ce urmează

Ultimul survol al Pământului e programat pentru ianuarie 2029. După traiectoria planificată, JUICE va trece la circa 4.600 km, iar afeliul orbitei va urca la 5,25 UA, cât e distanța lui Jupiter față de Soare. Nava ajunge la Jupiter în iulie 2031 și intră pe orbită în jurul planetei. Urmează 35 de treceri pe lângă Ganymede, Callisto și Europa, iar în 2034 se așază pe orbită în jurul lui Ganymede: va fi prima navă care orbitează luna altei planete.

Combustibilul economisit acum va conta atunci. În cele patru săptămâni dinaintea survolului a fost nevoie de o singură corecție de traiectorie, din șase ferestre pregătite, iar ESA spune că survolul a consumat doar o mică parte din rezerva pusă deoparte pentru el. Restul rămâne pentru manevrele de la Jupiter.

6.0Cum a fost refăcut survolul

Traiectoria vine din JPL Horizons, unde JUICE are codul −28: peste 5.000 de stări, mai dese lângă perigeu, interpolate în browser cu polinoame Hermite cubice. Orientarea navei, forma ei și câmpurile de vedere ale instrumentelor vin din fișierele SPICE publicate de ESA (setul juice_plan_v473_20260917_002), adică din planul operațiunilor. Rotația Pământului e calculată din unghiul de rotație al Pământului și din precesia IAU 2006; urma la sol a fost comparată cu punctul de sub navă dat de Horizons, iar diferența maximă e sub un kilometru.

Distanța minimă, 15.016,8 km de la centrul Pământului, diferă cu 0,3 km de cea din fișierele SPICE ale ESA. Altitudinea de 8.642 km e măsurată față de elipsoidul terestru; ESA a anunțat 8.640 km, circa 20° și circa 3,5 km/s. Devierea și schimbarea de viteză din animație și din figura 2.0-1 sunt calculate aici, din traiectorie. Imaginile Pământului vin din NASA Blue Marble Next Generation și Black Marble 2016, iar harta Lunii din NASA SVS CGI Moon Kit, făcută cu date LRO.

7.0Câteva noțiuni

Asistență gravitațională (survol)

Trecerea pe lângă o planetă sau o lună ca să schimbi viteza și direcția navei fără să consumi combustibil.

Viteza la infinit, v∞

Viteza navei față de planetă, departe de ea. E aceeași la intrare și la ieșire; survolul îi schimbă doar direcția.

Perigeu

Punctul traiectoriei cel mai apropiat de Pământ. Pentru alte corpuri se spune, în general, periapsă.

Periheliu și afeliu

Punctele orbitei din jurul Soarelui cel mai apropiat și cel mai depărtat de el.

Unitate astronomică (UA)

Distanța medie dintre Pământ și Soare, aproximativ 149,6 milioane de kilometri. Jupiter e la circa 5,2 UA.

Umbră și penumbră

În umbră, Pământul acoperă complet discul Soarelui; în penumbră, doar o parte din el.

Coada magnetosferei

Partea câmpului magnetic al Pământului întinsă de vântul solar pe partea de noapte, până la sute de mii de kilometri.

Conice legate

Aproximarea în care, aproape de o planetă, nava simte doar gravitația ei, iar departe doar pe a Soarelui. Drumul se împarte în bucăți de elipsă și de hiperbolă.

Efemeride și SPICE

Efemeridele sunt tabele cu poziția și viteza unui corp în timp. SPICE e sistemul de fișiere al NASA prin care misiunile publică traiectoria, orientarea navei și geometria instrumentelor.

8.0Surse

1. ESA, Juice to fly past Earth for third gravity assist, 21 septembrie 2026: altitudinea, devierea și câștigul anunțate, umbra, trecerea peste Australia, corecțiile de traiectorie.
2. ESA, Successful Earth flyby improves Juice’s course to Jupiter, 28 septembrie 2026: rezultatul survolului, instrumentele, coada magnetosferei și Smile.
3. ESA, Juice images Earth during Earth flyby, 28 septembrie 2026, și Juice’s September 2026 Earth flyby: the movie, 1 octombrie 2026: imaginile camerelor de monitorizare.
4. ESA, Juice rerouted to Venus in world’s first lunar-Earth flyby, 21 august 2024.
5. ESA, Juice: why’s it taking sooo long, 19 septembrie 2023: de ce durează opt ani drumul.
6. NASA/JPL, Horizons: efemeridele navei JUICE (−28), ale Pământului, Lunii, Soarelui și planetelor.
7. ESA, SPICE for JUICE: orientarea navei, forma ei și câmpurile de vedere ale instrumentelor.

Explainer educativ. Traiectoria, orientarea navei și câmpurile de vedere vin din efemeride și din fișierele SPICE ale misiunii; valorile pentru 2029 și 2031 sunt din traiectoria planificată și se pot schimba. Figura 2.0-1 e un calcul simplificat, cu conice legate. Pagina a fost generată pe 7 octombrie 2026, la 08:56 UTC. Versiunea în limba engleză: JUICE flies past Earth.