¿Juno ahora ha ido más rápido que cualquier otro objeto hecho por el hombre y ha frenado más fuerte que él?

Jonathon Mcdowell de los informes de fama de Jonathon's Space Report :

Juno

La sonda Juno de la NASA entró en la órbita de Júpiter el 5 de julio. El motor Leros-1b de la sonda, fabricado en el Reino Unido, se encendió durante 35 minutos y 2 segundos a partir de las 0230 UTC, lo que redujo la velocidad del vehículo en 0,542 km/s para alcanzar una órbita de 3900 x 8029000 km x 89,8 grados alrededor del gigante. planeta.

El cambio de velocidad inducido por el motor fue, por supuesto, pequeño en comparación con el cambio de velocidad causado por la gravedad de Júpiter cuando Juno pasó a través del perijove, pero lo suficiente como para que, cuando se arqueó hacia arriba nuevamente, ya no tenía suficiente velocidad para escapar de la atracción del planeta, aunque ganó. no empezará a caer de nuevo hasta Apojove 0 alrededor del 31 de julio.

A las 0000 UTC, Juno tenía una velocidad de 28,1 km/s en relación con Júpiter a una altura de 261 000 km sobre la parte superior de las nubes. A medida que caía hacia el interior, al comienzo de la quema a las 0230 UTC, había aumentado a 53,9 km/s a solo 19000 km sobre el planeta a 47 grados de latitud N. La velocidad jovicéntrica máxima, 57,95 km/s, se alcanzó a las 0248 UTC, con Juno a solo unos 4400 km sobre el ecuador joviano. Al final de la quema, la velocidad relativa de Juno con respecto a Júpiter se había reducido a 54,2 km/s. El 12 de julio, una semana después de la inserción en la órbita, Juno viajaba a solo 4,5 km/s en relación con el planeta y alejándose de él, a una distancia de casi 5 millones de km.

La velocidad de perijove de casi 58 km/s parece ser la velocidad récord en el periapsis en relación con el cuerpo central durante una inserción en órbita. Da la casualidad de que la velocidad heliocéntrica de la sonda era casi la misma, 59,3 km/s. En relación con la Tierra, la sonda viajaba a 61,7 km/s. En su tercer viaje a finales de este año (27 de agosto), los vectores de velocidad de la sonda y la Tierra estarán mejor alineados y, aunque viajará nuevamente a 58 km/s en relación con Júpiter, en relación con la Tierra viajará a 73,7 km/s según a la NASA (la trayectoria predicha en Horizons en realidad alcanza los 76 km/s), y esta es la velocidad geocéntrica máxima esperada durante la misión.

¿El más rápido de la historia? - ¡No tan rapido!

Entonces, Juno está orbitando su planeta anfitrión más rápido que cualquier otro orbitador planetario. Sin embargo, esta no es, como han informado algunos medios de comunicación, la nave espacial más rápida en relación con la Tierra.

La mayor velocidad geocéntrica alcanzada por una nave espacial fue de 98,9 km/s, por Helios 2. La misión Helios 2 fue una sonda conjunta germano-estadounidense para estudiar el viento solar, colocada en una órbita solar elíptica de aproximadamente 0,28 x 1,0 AU.

Mis contactos en los medios me dicen que JPL afirma (no he tenido noticias directas de JPL) que el récord fue de solo 164 000 mph, es decir, unos 73 km/s, y se estableció en abril de 1976. Es cierto que se estableció el récord de velocidad HELIOCENTRICA. el 16 de abril de 1976 por Helios 2, alcanzando una velocidad de 68,6 km/s, batiendo el récord de 66,1 km/s de su hermano Helios 1. Y es cierto que ese día la velocidad geocéntrica de Helios 2 era de 73,4 km/s, el registro citado por la NASA.

Pero: no se obtiene la velocidad geocéntrica máxima tomando la fecha de la velocidad heliocéntrica máxima y convirtiéndola en geocéntrica (que es lo que parece haber hecho JPL): la modulación de +/- 30 km/s causada por la Tierra. El movimiento alrededor del Sol significa que las velocidades heliocéntrica y geocéntrica no alcanzan su punto máximo al mismo tiempo. Para una órbita Kepleriana elíptica fija alrededor del Sol, la velocidad heliocéntrica máxima siempre ocurre en el perihelio y siempre tiene la misma magnitud. La velocidad geocéntrica máxima ocurrirá cuando el perihelio ocurra en el lado opuesto del Sol desde la Tierra, y dado que los períodos orbitales de la sonda y la Tierra son diferentes, eso solo ocurrirá una vez cada muchas órbitas.

En abril de 1976, la Tierra se movía casi en ángulo recto con Helios 2, por lo que la velocidad geocéntrica no era mucho mayor que la heliocéntrica. En contraste, el 12 de enero de 1989, calculé que Helios 2 estaba cerca del perihelio y se movía en dirección opuesta a la Tierra, por lo que una velocidad heliocéntrica similar se tradujo en una velocidad geocéntrica mucho mayor de 98,9 km/s. Advertencia: he extrapolado la solución orbital de 1980 sin incluir ninguna perturbación, por lo que es casi seguro que la fecha sea incorrecta, pero la magnitud de la velocidad máxima probablemente no esté muy lejana. Espero que GSOC y JPL puedan hacer un mejor trabajo. Mis resultados, que utilizan elementos orbitales obtenidos de NASA/NSSDC en 1993, concuerdan bien con los núcleos SPK de L. Wennmacher (2011) disponibles en naif.jpl.nasa.gov para el período en que se superponen.

Pero quizás no quiera contar el récord de Helios 2 de 1989, porque Helios 2 murió en 1980. ¿Cuál es la velocidad geocéntrica máxima de una sonda espacial en funcionamiento? Helios 1 seguía transmitiendo en 1985, y el 5 de diciembre de 1980 alcanzó una impresionante velocidad geocéntrica de 96,2 km/s (215 000 mph).

Los gráficos de la velocidad geocéntrica de Helios 1 y 2 en función del tiempo se pueden ver en http://planet4589.org/space/jsr/Helios1Vel.jpg y http://planet4589.org/space/jsr/Helios2Vel.jpg

Así que para resumir:

• Velocidad geocéntrica más rápida de un artefacto humano: Helios 2, 12 de enero de 1989, 98,9 km/s
  • Velocidad geocéntrica más rápida de la sonda activa: Helios 1, 5 de diciembre de 1980, 96,2 km/s
  • Velocidad planetocéntrica más rápida del artefacto en órbita alrededor de ese planeta: Juno, agosto de 2016 (esperado), 73,7 km/s
  • Velocidad heliocéntrica más rápida de un artefacto humano (activo o no): Helios 2, 16 de abril de 1976, 68,6 km/s

Se espera que se establezca un nuevo récord en diciembre de 2024 cuando la misión Solar Probe Plus de la NASA, cuyo lanzamiento está programado para 2018, alcanzará el perihelio de una órbita solar de 0,04 x 0,73 UA viajando a una velocidad heliocéntrica abrasadora de 205,0 km/s y una velocidad uniforme. velocidad geocéntrica más notable de 234,8 km / s (525000 mph para personas con problemas métricos).

Suplemento: muestra de elementos orbitales Ecliptic1950 para Helios 1 y 2

Helios 1 - Época 1980 Feb 24.00 0.310 x 0.985 AU i=0.006 Nodo=143.33 e=0.522 AOP=114.17 M=180.33 Helios 2 - Época 1980 Mayo 12.73 0.291 x 0.986 AU i=0.029 Nodo=138.546 A7 M5 = 0,00

El motor principal de Juno es bastante pequeño. La nave redujo su velocidad en aproximadamente 500 m/s con un encendido de 2000 segundos, por lo que la aceleración promedio fue de solo 0,25 m/s ² , aproximadamente la 40ª parte de un g.

Los objetos hechos por el hombre frenan a cientos o miles de ges todo el tiempo; piense en una bala que golpea una pared, por ejemplo. De forma menos destructiva, las ojivas ICBM vuelven a entrar en la atmósfera mucho más abruptamente que las cápsulas tripuladas, y pueden alcanzar alrededor de 100 g durante períodos breves.

Para la desaceleración hecha en el espacio solo por el empuje del cohete, en lugar de la compresión y el arrastre atmosféricos, no estoy seguro de cuál es el récord. Mercury usó retrocohetes de combustible sólido para terminar el vuelo orbital, lo que habría producido una aceleración de aproximadamente 1 g si se dispararan juntos. La mayoría de las otras quemaduras de frenado son una fracción de g.

Contaría un positrón (un antielectrón) como un objeto hecho por humanos. Ese sería el más rápido, con muchos, muchos de ellos habiendo alcanzado 0.999999999997 veces la velocidad de la luz en el Gran Colisionador de Electrones y Positrones del CERN.

En cuanto a lo fuerte que frenaban, sí, muy fuerte. Cuando un positrón golpea un electrón que va a la misma velocidad en la otra dirección, umm, ni siquiera sé cómo calcular esa desaceleración.