Explorarea planetelor gigant din Sistemul Solar

Opt nave spațiale, șapte din Statele Unite și una din Europa, au pătruns dincolo de centura de asteroizi în tărâmul giganților. Tabelul 11.2 rezumă misiunile navelor spațiale în sistemul solar exterior.

Misiuni pe planetele gigantice

Planeta	Nava spațială[1]	Data	Tip
Jupiter	Pioneer 10	Decembrie 1973	Survol
	Pioneer 11	Decembrie 1974	Survol
	Voyager 1	Martie 1979	Survol
	Voyager 2	Iulie 1979	Survol
	Ulysses	Februarie 1992	Survol cu suport gravitațional
	Galileo	Decembrie 1995	Orbitare și eșantionare
	Cassini	Decembrie 2002	Survol cu suport gravitațional
	New Horizons	Februarie 2007	Survol cu suport gravitațional
	Juno	Iulie 2016	Orbitare
Saturn	Pioneer 11	Septembrie 1979	Survol
	Voyager 1	Noiembrie 1980	Survol
	Voyager 2	August 1981	Survol
	Cassini	Iulie 2004	Orbitare
Uranus	Voyager 2	Ianuarie 1986	Survol
Neptun	Voyager 2	August 1989	Survol

Table 11.2

Provocările explorării atât de departe de Pământ sunt considerabile. Timpul de zbor către planetele gigantice este măsurat în ani până la zeci de ani, mai degrabă decât în lunile necesare pentru a ajunge pe Venus sau Marte. Chiar și la viteza luminii, mesajele durează ore pentru a comunica între Pământ și nava spațială. Dacă se dezvoltă o problemă în apropierea lui Saturn, de exemplu, o așteptare de ore pentru ca alarma să ajungă pe Pământ și pentru ca instrucțiunile să fie direcționate înapoi la navă spațială ar putea însemna un dezastru. Prin urmare, navele spațiale către sistemul solar exterior trebuie să fie foarte fiabile și capabile de un grad mai mare de independență și autonomie. Misiunile sistemului solar exterior trebuie, de asemenea, să aibă propriile surse de energie, deoarece Soarele este prea departe pentru a furniza suficientă energie, altfel trebuie să aibă o serie foarte mare de celule solare. Încălzitoarele trebuie să mențină instrumentele la temperaturi de funcționare adecvate, iar navele spațiale trebuie să aibă transmițătoare radio suficient de puternice pentru a-și trimite datele către receptorii de pe Pământul îndepărtat.

Prima navă spațială care a investigat regiunile dincolo de Marte au fost NASA Pioneers 10 și 11, lansate în 1972 și 1973 ca descoperitori de drumuri către Jupiter. Unul dintre obiectivele lor principale a fost pur și simplu acela de a determina dacă o navă spațială ar putea de fapt să navigheze prin centura de asteroizi care se află dincolo de Marte fără a fi distrusă de coliziunile cu praful de asteroizi. Un alt obiectiv a fost măsurarea pericolelor de radiație în magnetosferă (sau zona de influență magnetică) a lui Jupiter. Ambele nave spațiale au trecut prin centura de asteroizi fără incidente, dar particulele energetice din câmpul magnetic al lui Jupiter aproape le-au șters electronicele, oferind informații necesare pentru proiectarea în siguranță a misiunilor ulterioare.

Pioneer 10 a zburat pe lângă Jupiter în 1973, după care s-a îndreptat spre limitele sistemului solar. Pioneer 11 a întreprins un program mai ambițios, folosind gravitația lui Jupiter pentru a ținti Saturn, la care a ajuns în 1979. Sonda spațială geamănă Voyager a lansat următorul val de explorare a planetei exterioare în 1977. Voyagers 1 și 2 transportau fiecare 11 instrumente științifice, inclusiv camere și spectrometre, precum și dispozitive pentru măsurarea caracteristicilor magnetosferelor planetare. Din moment ce au continuat să se îndepărteze în afară după întâlnirile lor planetare, acestea sunt acum cea mai îndepărtată navă spațială lansată vreodată de omenire.

Voyager 1 a ajuns la Jupiter în 1979 și a folosit o asistență gravitațională de la acea planetă pentru a o duce pe Saturn în 1980. Voyager 2 a ajuns la Jupiter patru luni mai târziu, dar apoi a urmat o cale diferită pentru a vizita toate planetele exterioare, ajungând la Saturn în 1981, Uranus în 1986 și Neptun în 1989. Această traiectorie a fost posibilă prin alinierea aproximativă a celor patru planete gigantice de pe aceeași parte a Soarelui. Aproximativ o dată la 175 de ani, aceste planete se află într-o astfel de poziție și permite unei singure nave spațiale să le viziteze pe toate utilizând zboruri asistate de gravitație pentru a ajusta cursul pentru fiecare întâlnire ulterioară; o astfel de manevră a fost supranumită „Marele Tur” de către astronomi.

[1] Atât nava spațială Ulysses, cât și New Horizons (proiectată pentru a studia Soarele și, respectiv, Pluto) au zburat pe lângă Jupiter pentru o creștere a gravitației (obținând energie „furând” puțin din rotația planetei gigantice).