به نقل از «باشگاه خبرنگاران»

سفر به سیاره مشتری چقدر طول می‌کشد؟

تاریخ انتشار: ۱۳ اردیبهشت ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۷۶۶۷۲۰۰

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» ناسا است که در سال ۲۰۰۷، طی ۴۰۵ روز معادل یک سال و یک ماه و ۹ روز به این غول گازی رسید.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

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 فاصلۀ ۹۶۸ میلیون کیلومتری از زمین قرار دارد.

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» 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 فاصلۀ 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 فاصلۀ ثابت باقی می‌مانند. یعنی هنگامی که کاوشگری از زمین پرتاب می‌شود و دو سیاره (زمین و مشتری) 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 حرکت‌اند. 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 گرانشی» کمک می‌گیرند تا یک فضاپیما را با سرعت و مدار مشخص به سمت سیارۀ هدف بفرستند. به گفته ناسا، کاوشگر مشتری «جونو» دو سال پس از پرتاب، یک پرواز از کنار زمین انجام داد تا با کمک گرانش سیاره، سرعت خود را افزایش دهد و بتواند به غول گازی برسد. ماموریت «کاوشگر قمر‌های یخی مشتری» (JUICE) متعلق به «آژانس فضایی اروپا» نیز پیش از رسیدن به محیط مشتری، سه کمک گرانشی را از زمین و یکی را از سیاره ناهید دریافت خواهد کرد.

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 و جونو که به دور سیارۀ مشتری می‌چرخند، در مقایسه با مأموریت‌هایی که در گذشته با هدف عبور مستقیم پرتاب شده‌اند، چقدر طولانی‌تر است.

منبع: اسپیس

باشگاه خبرنگاران جوان علمی پزشکی علوم فضایی و نجوم

منبع: باشگاه خبرنگاران

کلیدواژه: سیاره مشتری نزدیک ترین فاصله میلیون کیلومتر رسیدن به مشتری برای رسیدن زمین و مشتری زمان سفر غول گازی دو سیاره مدت زمان

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.yjc.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «باشگاه خبرنگاران» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۶۶۷۲۰۰ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

نقشه‌ تلسکوپ فضایی «جیمز وب» از آب‌وهوای یک سیاره فراخورشیدی

«تلسکوپ فضایی جیمز وب» به پژوهشگران در نقشه‌برداری از آب‌وهوای یک سیاره فراخورشیدی کمک کرد.

به گزارش ایسنا، یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران با موفقیت از «تلسکوپ فضایی جیمز وب» برای ترسیم نقشه آب‌وهوایی یک سیاره فراخورشیدی غول‌پیکر گازی داغ استفاده کردند.

به نقل از ناسا، بررسی‌های دقیق در طیف گسترده‌ای از نور فروسرخ میانی، همراه با مدل‌های سه‌بعدی آب‌وهوا و مشاهدات پیشین تلسکوپ‌های دیگر، وجود ابرهای متراکم و مرتفع را نشان می‌دهند که آسمان را هنگام روز و شب می‌پوشانند و همچنین، بادهای استوایی را به نمایش می‌گذارند که گازهای جوی را با سرعت ۵۰۰۰ مایل در ساعت در اطراف سیاره فراخورشیدی «WASP-43 b» ادغام می‌کنند.

این جدیدترین نمایش علم سیارات فراخورشیدی به شمار می‌رود که اکنون با توانایی خارق‌العاده جیمز وب برای بررسی تغییرات دما و تشخیص گازهای اتمسفر در تریلیون‌ها مایل دورتر امکان‌پذیر شده است.

سیاره فراخورشیدی WASP-43 b یک نوع «مشتری داغ»(Hot Jupiter) است. این سیاره هم‌اندازه مشتری عمدتا از هیدروژن و هلیوم ساخته شده و بسیار داغ‌تر از سایر سیارات غول‌پیکر منظومه شمسی است. اگرچه ستاره آن کوچک‌تر و سردتر از خورشید است اما WASP-43 b در فاصله ۱.۳ میلیون مایلی می‌چرخد که کمتر از یک بیست و پنجم فاصله بین عطارد و خورشید است.

با چنین مداری، سیاره از نظر جزر و مدی قفل می‌شود؛ به این معنی که یک طرف آن به طور مداوم روشن است و طرف دیگر در تاریکی دائمی قرار دارد. اگرچه طرف شب هرگز هیچ تابش مستقیمی را از ستاره دریافت نمی‌کند اما بادهای شدید در حال وزش به سمت شرق، گرما را از طرف روز به اطراف انتقال می‌دهند.

از زمان کشف سیاره WASP-43 b در سال ۲۰۱۱، تلسکوپ‌های متعددی از جمله «تلسکوپ فضایی هابل» و «تلسکوپ فضایی اسپیتزر» آن را رصد کرده‌اند. «تیلور بل»(Taylor Bell) پژوهشگر «مؤسسه تحقیقات محیطی منطقه خلیج»(BAERI) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: با تلسکوپ فضایی هابل، به وضوح می‌توانیم ببینیم که بخار آب در طرف روز سیاره وجود دارد. هابل و اسپیتزر هر دو نشان دادند که ممکن است ابرهایی در سمت شب وجود داشته باشند اما ما به بررسی‌های دقیق‌تر با تلسکوپ فضایی جیمز وب نیاز داشتیم تا نقشه‌برداری را از دما، پوشش ابر، بادها و ترکیب دقیق‌تر اتمسفر در سراسر سیاره آغاز کنیم.

اگرچه WASP-43 b آن قدر کوچک، کم‌نور و نزدیک به ستاره خود است که تلسکوپ نمی‌تواند مستقیما آن را ببیند اما دوره مداری کوتاه سیاره که تنها ۱۹.۵ ساعت است، آن را برای «طیف‌سنجی منحنی فاز» ایده‌آل می‌کند. روش طیف‌سنجی منحنی فاز شامل بررسی تغییرات کوچک در روشنایی منظومه ستاره-سیاره در حالی است که سیاره به دور ستاره می‌چرخد.

از آنجا که مقدار نور فروسرخ میانی منتشرشده از یک جرم تا حد زیادی به گرمای آن بستگی دارد، داده‌های روشنایی جیمز وب را می‌توان برای محاسبه دمای سیاره مورد استفاده قرار داد.

این گروه پژوهشی به مدت بیش از ۲۴ ساعت از «دستگاه فروسرخ میانی»(MIRI) جیمز وب برای اندازه‌گیری نور منظومه WASP-43 در هر ۱۰ ثانیه استفاده کردند. بل توضیح داد: ما با مشاهده کل یک مدار توانستیم دمای طرف‌های متفاوت سیاره را هنگام چرخش در دید محاسبه کنیم. براساس این محاسبات، ما توانستیم نقشه‌ای را از دمای سراسر سیاره بسازیم.

اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهند که دمای هوای طرف روز سیاره به طور میانگین ​​نزدیک به ۱۲۵۰ درجه سلسیوس است؛ در حالی که دمای طرف شب به ۶۰۰ درجه سلسیوس می‌رسد و به طور قابل توجهی خنک‌تر است. این داده‌ها به یافتن داغ‌ترین نقطه روی سیاره کمک می‌کنند که از نقطه‌ دریافت‌کننده بیشترین تشعشعات ستاره‌ای، کمی به سمت شرق جابه‌جا می‌شود. این تغییر به دلیل وزش بادهایی رخ می‌دهد که هوای گرم را به سمت شرق حرکت می‌دهند.

«مایکل رومن»(Michael Roman) پژوهشگر «دانشگاه لستر»(University of Leicester) و از پژوهشگران این پروژه گفت: این واقعیت که ما می‌توانیم دما را به این روش ترسیم کنیم، گواه واقعی بر حساسیت و ثبات جیمز وب است.

پژوهشگران برای تفسیر نقشه، از مدل‌های جوی سه‌بعدی پیچیده مانند مدل‌هایی استفاده کردند که برای درک آب‌وهوا و اقلیم روی زمین به کار می‌روند. تحلیل‌ها نشان می‌دهند که طرف شب سیاره احتمالا در یک لایه متراکم و مرتفع از ابرها پوشیده شده است و این لایه، مانع راه یافتن بخشی از نور فروسرخ به فضا می‌شود. در نتیجه، اگرچه طرف شب بسیار گرم است اما نسبت به زمانی که ابری در آن وجود نداشته، کم‌نورتر و خنک‌تر به نظر می‌رسد.

طیف گسترده نور فروسرخ میانی که توسط جیمز وب گرفته شده است، اندازه‌گیری میزان بخار آب و متان اطراف سیاره را ممکن می‌سازد. «جوآنا بارستو»(Joanna Barstow) پژوهشگر «دانشگاه آزاد انگلستان»(The Open University of UK) و از پژوهشگران این پروژه گفت: جیمز وب به ما فرصت داده است تا دقیقا متوجه شویم کدام مولکول‌ها را می‌بینیم و محدودیت‌هایی را برای فراوانی آنها قائل شویم.

طیف‌های بررسی‌شده نور، نشانه‌های آشکاری را از بخار آب در طرف شب و طرف روز سیاره نشان می‌دهند که اطلاعات بیشتری را درباره تراکم ابرها و ارتفاع آنها در جو ارائه می‌کنند.

همچنین، پژوهشگران با کمال تعجب دریافتند که داده‌ها کمبود متان را در همه نقاط جو نشان می‌دهند. از آنجا که روز برای وجود متان خیلی گرم است، متان باید هنگام شب خنک‌تر، پایدار و قابل تشخیص باشد.

بارستو توضیح داد: این واقعیت که ما متان نمی‌بینیم، به ما می‌گوید که سرعت باد در سیاره WASP-43 b باید به حدود ۵۰۰۰ مایل در ساعت برسد. اگر بادها گاز را از طرف روز به طرف شب سیاره حرکت دهند و دوباره به سرعت بازگردند، زمان کافی برای بروز واکنش‌های شیمیایی تولیدکننده مقادیر قابل تشخیص متان در سمت شب وجود نخواهد داشت.

پژوهشگران معتقدند که به دلیل این اختلاط ناشی از باد، شیمی اتمسفر در سراسر سیاره یکسان است. این نتیجه در پژوهش‌های پیشین که با تلسکوپ‌های هابل و اسپیتزر انجام شدند، مشخص نبود.

این پژوهش در مجله «Nature Astronomy» به چاپ رسید.

در انیمیشن زیر می‌توانید نقشه دمای سیاره WASP-43 b را ببینید.

انتهای پیام