Inżynierowie misji będą bez przerwy śledzić statek kosmiczny Lucy, który przygotowuje się do zbliżenia do Ziemi 16 października, aby wykorzystać grawitację naszej planety do ustawienia się na kursie w kierunku asteroidy Trojan Jowisza.

Ale będą też uważnie śledzić coś innego: ponad 47 000 satelitów, szczątków i innych obiektów krążących wokół naszej planety. Szansa na to, że Lucy zderzy się z jednym z tych obiektów jest większa niż 1-10 000, będzie wymagała od inżynierów misji niewielkiej korekty trajektorii statku kosmicznego.

Chociaż korekta jest mało prawdopodobna, a kolizje są rzadkie, szanse rosną wraz ze wzrostem liczby obiektów na ziemskiej orbicie, mówią eksperci NASA.

Na przykład Międzynarodowa Stacja Kosmiczna manewrowała z drogi kosmicznych 31 razy od 1999 roku, w tym trzy razy od 2020 roku.

„Niska orbita okołoziemska staje się bardziej zatłoczona, więc to musi być częścią rozważań w dzisiejszych czasach, zwłaszcza dla misji, które latają nisko, jak Lucy” – powiedział dr Dolan Highsmith, główny inżynier grupy Conjunction Assessment Risk Analysis w Goddard Space Flight Center NASA w Greenbelt, Maryland. Grupa ta określa prawdopodobieństwo kolizji pomiędzy robotycznymi statkami kosmicznymi NASA a obiektami krążącymi wokół Ziemi. Johnson Space Center NASA w Houston robi to samo dla załogowych statków kosmicznych, takich jak stacja kosmiczna.

Wystrzelona 16 października 2021 roku Lucy odbędzie 12-letnią podróż, aby z bliska zbadać wiele asteroid trojańskich. Będzie to pierwsza sonda kosmiczna, która odwiedzi te pozostałości po wczesnym Układzie Słonecznym, pomagając naukowcom udoskonalić ich teorie na temat tego, jak planety uformowały się 4,5 miliarda lat temu i dlaczego znalazły się w obecnej konfiguracji.

Lucy ma jednak przed sobą długą drogę do przebycia zanim dotrze do Trojan w 2027 roku. Nadchodząca asysta grawitacyjna jest jedną z trzech, na których statek kosmiczny będzie polegał, aby katapultować się do swoich celów w głębokiej przestrzeni kosmicznej.

Kiedy Lucy zbliży się do Ziemi w celu uzyskania pierwszej asysty grawitacyjnej, będzie przelatywać 220 mil (350 km) nad jej powierzchnią. To mniej niż wysokość stacji kosmicznej i na tyle nisko, że statek kosmiczny będzie widoczny gołym okiem z zachodniej Australii przez kilka minut począwszy od godziny 18:55 czasu lokalnego (10:55 UTC). W drodze w dół Lucy przeleci przez najbardziej zatłoczoną warstwę orbity Ziemi, która jest monitorowana przez 18 Eskadrę Kontroli Kosmicznej Sił Kosmicznych USA. Eskadra pomaga NASA w identyfikacji bliskich podejść.

Inżynierowie rozpoczęli analizę kolizji dla Lucy na tydzień przed zbliżeniem statku kosmicznego do Ziemi. Rozpoczęcie procesu wcześniej spowodowałoby, że przewidywania kolizji byłyby daremne, powiedział Highsmith: „Im dalej przewidujesz w przyszłość, tym bardziej jesteś niepewny co do miejsca, w którym znajdzie się dany obiekt”.

Określenie pozycji statków kosmicznych, plus orbitujących satelitów i śmieci, jest wyzwaniem, szczególnie gdy próbuje się przewidzieć przyszłość. W dużej mierze jest to spowodowane tym, że Słońce odgrywa główną rolę w przyciąganiu lub spychaniu obiektów, a przyszła aktywność słoneczna jest trudna do przewidzenia. Na przykład, aktywność Słońca – ilość plazmy i promieniowania, które emituje – wpływa na gęstość atmosfery, a tym samym na to, jak bardzo tarcie będzie ciągnęło statek kosmiczny i spowalniało go.

Więc im bliższa ocena kolizji jest do czasu przelotu na Ziemię, tym lepiej. NASA codziennie wysyła informacje o miejscu pobytu Lucy do eskadry Sił Kosmicznych. Jeśli eskadra stwierdzi, że Lucy może się z czymś zderzyć, grupa Highsmitha obliczy prawdopodobieństwo kolizji i będzie współpracować z zespołem misji, by w razie potrzeby przesunąć statek kosmiczny.

W przypadku misji o tak wysokiej wartości, naprawdę trzeba się upewnić, że ma się możliwość, w przypadku złego dnia, zejścia z drogi” – powiedział Highsmith.

Inżynierowie nawigacyjni Lucy mają przygotowane dwie opcje manewrów na wypadek, gdyby statek kosmiczny musiał ominąć jakiś obiekt. Oba manewry wymagają użycia silników, aby przyspieszyć statek kosmiczny, który porusza się z prędkością około 12 km na sekundę. Każdy manewr może przesunąć zbliżenie Lucy do Ziemi o 2 sekundy lub 4 sekundy, odpowiednio.