سفر به سیاره «مشتری» چقدر طول می‌کشد؟

سیاره «مشتری» در گذشته مقصد ماموریت‌های مهمی بوده است و همچنان نیز یک مقصد جالب برای ماموریت‌های آینده به شمار می‌رود اما تخمین زدن مدت زمان مورد نیاز برای سفر به این غول گازی، کار ساده‌ای نیست.

به نقل از اسپیس، تخمین زدن زمان سفر به مشتری، به عوامل گوناگونی بستگی دارد؛ از موقعیت زمین و مشتری گرفته تا فناوری‌هایی که فضانوردان را به آنجا می‌برند.

در این گزارش، مدت زمان سفر به مشتری با استفاده از فناوری موجود و زمان سپری‌ شده در ماموریت‌های پیشین به این سیاره را بررسی می‌کنیم.

در حال حاضر، فضاپیمایی که کمترین زمان را برای رسیدن به مشتری صرف کرده، فضاپیمای «نیو هورایزنز»(New Horizons) ناسا است که در سال ۲۰۰۷، طی ۴۰۵ روز معادل یک سال و یک ماه و ۹ روز به غول گازی رسید.

مشتری چقدر دور است؟

برای تعیین مدت زمان رسیدن به مشتری، ابتدا باید فاصله بین زمین و این غول گازی را بدانیم. فاصله بین زمین و مشتری به طور مداوم در حال تغییر است زیرا آنها در مسیرهای بیضی‌شکل به دور خورشید می‌چرخند.

هنگامی که این دو سیاره در نزدیکترین نقطه خود به یکدیگر هستند، فاصله مشتری تا زمین به ۵۸۸ میلیون کیلومتر می‌رسد. به گفته وب‌سایت علمی «The Nine Planets»، میانگین فاصله زمین و مشتری ۷۱۴ میلیون کیلومتر است. این غول گازی در دورترین نقطه مدار خود، در فاصله ۹۶۸ میلیون کیلومتری از زمین قرار دارد.

چقدر طول می‌کشد تا با سرعت نور به مشتری سفر کنیم؟

نور تقریبا با سرعت ۲۹۹۷۹۲ کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کند. بنابراین، نوری که از مشتری می‌تابد، مدت زمان زیر را سپری می‌کند تا به زمین برسد یا برعکس.

نزدیک‌ترین فاصله ۳۳ دقیقه

دورترین فاصله ۵۴ دقیقه

فاصله متوسط ۴۰ دقیقه

سریع‌ترین فضاپیما

سریع‌ترین فضاپیما، «کاوشگر خورشیدی پارکر»(Parker Solar Probe) ناسا است که همچنان رکوردهای سرعت خود را با نزدیک‌تر شدن به خورشید می‌شکند. در ۲۱ نوامبر ۲۰۲۱، کاوشگر خورشیدی پارکر در طول دهمین پرواز خود از نزدیک خورشید، به حداکثر سرعت ۱۶۳ کیلومتر در ثانیه رسید که به معنای سرعت خیره‌کننده ۵۸۶ هزار کیلومتر در ساعت است. براساس بیانیه ناسا، هنگامی که پارکر در دسامبر ۲۰۲۴ به فاصله ۶.۲ میلیون کیلومتری از سطح خورشید برسد، سرعت آن به ۶۹۲ هزار کیلومتر در ساعت خواهد رسید.

بنابراین، اگر از نظر تئوری قادر باشید سوار کاوشگر خورشیدی پارکر شوید و آن را در یک مسیر انحرافی از مأموریت خورشید ببرید تا در یک خط مستقیم به سمت مشتری حرکت کنید، با سرعت‌هایی که کاوشگر در طول دهمین پرواز خود به آن رسید، مدت زمان مورد نیاز برای رسیدن به مشتری، به شرح زیر خواهد بود.

نزدیک‌ترین فاصله ۴۲ روز

دورترین فاصله ۶۹ روز

فاصله متوسط ۵۱ روز

مشکلات محاسبه زمان سفر به مشتری

مشکل محاسبات پیشین این است که فاصله دو سیاره را به صورت یک خط مستقیم اندازه‌گیری کرده‌اند. اگر بخواهید بین زمین و مشتری زمانی که آنها در دورترین فاصله از هم قرار دارند سفر کنید، این سفر شامل مسیری خواهد بود که مستقیما از میان خورشید می‌گذرد. بنابراین، فضاپیما باید در مداری به دور خورشید حرکت کند.

اگرچه این برای سفری که در نزدیک‌ترین فاصله بین دو سیاره انجام می‌شود، مشکلی نیست اما زمانی که هر دو سیاره در یک سمت خورشید هستند، این سفر بدون پیامد نیست. زمان‌های محاسبه‌شده پیشین نیز فرض می‌کنند که دو سیاره در یک فاصله ثابت باقی می‌مانند. یعنی هنگامی که کاوشگری از زمین پرتاب می‌شود و دو سیاره در نزدیک‌ترین فاصله خود هستند، مشتری در مدت زمانی که کاوشگر برای رسیدن به غول گازی سپری می‌کند، در همان فاصله باقی می‌ماند.

اما در واقعیت، سیارات در طول گردش خود به دور خورشید با سرعت‌های متفاوتی در حال حرکت هستند. مهندسان باید مدارهای ایده‌آل را برای ارسال فضاپیما از زمین به سوی مشتری محاسبه کنند. این کار مانند پرتاب دارت به سمت یک هدف متحرک از یک وسیله نقلیه در حال حرکت است و آنها باید محاسبه کنند که سیاره هنگام رسیدن فضاپیما کجا خواهد بود؛ نه زمانی که زمین را ترک می‌کند.

همچنین، اگر هدف شما این است که در نهایت به دور سیاره مورد نظر خود بچرخید، امکان سفر به همان سرعت ممکن وجود ندارد. فضاپیماها باید آن قدر آهسته به زمین برسند تا بتوانند مانورهای درج مدار را انجام دهند؛ نه این که مستقیما از مقصد عبور کنند.

محاسبات مهندسان نه تنها مسافت مورد نیاز برای طی کردن، بلکه بازدهی سوخت هر فضاپیما را نیز تعیین می‌کند. سفرهای بلندمدت از مانورهای کمکی استفاده می‌کنند تا یک فضاپیما را پرتاب کنند و مقداری از حرکت سیاره را به کار بگیرند تا یک حرکت سودمند را برای فضاپیما به سوی مقصد مورد نظر فراهم کنند. به گفته ناسا، کاوشگر مشتری «جونو»(Juno) دو سال پس از پرتاب، یک پرواز در کنار زمین انجام داد تا سرعت خود را افزایش دهد و بتواند به غول گازی برسد. ماموریت «کاوشگر قمرهای یخی مشتری»(JUICE) متعلق به «آژانس فضایی اروپا»(ESA) نیز پیش از رسیدن به محیط مشتری، سه کمک گرانشی را از زمین و یکی را از سیاره زهره دریافت خواهد کرد.

چقدر طول می‌کشد تا ماموریت‌ها به مشتری برسند؟

در اینجا، فهرستی از زمان‌هایی ارائه می‌شود که ماموریت‌های پیشین برای رسیدن به مشتری سپری کرده‌اند و همچنین زمان‌هایی که برای ماموریت‌های آینده تخمین زده شده‌اند. توجه داشته باشید که زمان سفر برای ماموریت‌هایی مانند «گالیله»(Galileo) و جونو که به دور مشتری می‌چرخند، در مقایسه با مأموریت‌هایی که در گذشته با هدف عبور مستقیم پرتاب شده‌اند، چقدر طولانی‌تر است.

«پایونیر ۱۰»(Pioneer ۱۰). ۶۴۲ روز معادل یک سال و ۹ ماه و دو روز

«پایونیر ۱۱»(Pioneer ۱۱). ۶۰۶ روز معادل یک سال و هفت ماه و ۲۷ روز

«وویجر ۱»(Voyager ۱). ۵۴۶ روز معادل یک سال و شش ماه

«وویجر ۲»(Voyager ۲). ۶۸۸ روز معادل یک سال و ۱۰ ماه و ۱۹ روز

«گالیله»(Galileo). ۲۲۴۱ روز معادل شش سال و یک ماه و ۱۹ روز

«اولیس»(Ulysses). ۴۹۰ روز معادل یک سال و چهار ماه و دو روز

«کاسینی-هویگنس»(Cassini-Huygens). ۱۱۷۲ روز معادل سه سال و دو ماه و ۱۵ روز

«نیو هورایزنز»(New Horizons). ۴۰۵ روز معادل یک سال و یک ماه و ۹ روز

«جونو»(Juno). ۱۷۹۶ روز معادل چهار سال و ۱۱ ماه

زمان تخمین‌زده‌شده برای سفر ماموریت‌های آینده به مقصد مشتری به شرح زیر است.

«کاوشگر قمرهای یخی مشتری»(JUICE). هشت سال

«اروپا کلیپر»(Europa Clipper). پنج سال و شش ماه