Asistencia por gravedad

Animación de Voyager 1's del 5 de septiembre de 1977 al 30 de diciembre de 1981
Voyager 1· Tierra· Júpiter· Saturno· Sol

Animación de Voyager 2's del 20 de agosto de 1977 al 30 de diciembre de 2000
Voyager 2· Tierra· Júpiter· Saturno· Urano· Neptuno· Sol

En mecánica orbital e ingeniería aeroespacial, una honda gravitatoria, maniobra de asistencia por gravedad o swing-by es el uso del movimiento relativo (por ejemplo, la órbita alrededor del Sol) y la gravedad de un planeta u otro objeto astronómico para alterar la trayectoria y la velocidad de una nave espacial, generalmente para ahorrar combustible y reducir gastos.

La asistencia por gravedad se puede utilizar para acelerar una nave espacial, es decir, para aumentar o disminuir su velocidad o redirigir su trayectoria. La "asistencia" es proporcionada por el movimiento del cuerpo gravitatorio cuando tira de la nave espacial. Cualquier ganancia o pérdida de energía cinética y momento lineal por parte de una nave espacial que pasa es correspondientemente perdida o ganada por el cuerpo gravitatorio, de acuerdo con la Tercera Ley de Newton. La maniobra de asistencia por gravedad se usó por primera vez en 1959 cuando la sonda soviética Luna 3 fotografió el lado oculto de la Luna de la Tierra y fue utilizada por sondas interplanetarias desde Mariner 10 en adelante, incluidas las dos sondas Voyager. sobrevuelos notables de Júpiter y Saturno.

Explicación

Ejemplo de encuentro.
En el marco de referencia del planeta, la sonda espacial sale con la misma velocidad a la que había llegado. Pero cuando se observa en el marco de referencia del Sistema Solar (fijo al Sol), el beneficio de esta maniobra se hace evidente. Aquí se puede ver cómo la sonda gana velocidad aprovechando la energía de la velocidad del planeta mientras orbita el Sol. (Si la trayectoria está diseñada para pasar delante del planeta en lugar de detrás de él, la ayuda de la gravedad se puede utilizar como una maniobra de frenado en lugar de acelerar.) Debido a que la masa de la sonda es muchas órdenes de magnitud más pequeñas que la del planeta, mientras que el resultado en la sonda es bastante significativo, la reacción de desaceleración experimentada por el planeta, según la tercera ley de Newton, es absolutamente imperceptible.

Posibles resultados de una maniobra de ayuda de gravedad dependiendo del vector de velocidad y la posición flyby de la nave espacial entrante

Una asistencia de gravedad alrededor de un planeta cambia la velocidad de una nave espacial (en relación con el Sol) al entrar y salir de la esfera de influencia gravitacional de un planeta. La velocidad de la nave espacial aumenta a medida que se acerca al planeta y disminuye a medida que abandona el planeta. Para aumentar la velocidad, la nave espacial se acerca al planeta en la misma dirección en que el planeta está orbitando el Sol y se aleja en la dirección opuesta. Para disminuir la velocidad, la nave espacial se acerca al planeta viajando en la dirección opuesta a la velocidad orbital del planeta. En ambos tipos de maniobra, la transferencia de energía en comparación con la energía orbital total del planeta es insignificante. La suma de las energías cinéticas de ambos cuerpos permanece constante (ver colisión elástica). Por lo tanto, se puede usar una maniobra de tirachinas para cambiar la trayectoria y la velocidad de la nave espacial en relación con el Sol.

Una pelota de tenis que rebota en la parte delantera de un tren en movimiento proporciona una analogía terrestre cercana. Imagínese parado en la plataforma de un tren y lanzando una pelota a 30 km/h hacia un tren que se acerca a 50 km/h. El conductor del tren ve que la pelota se acerca a 80 km/h y luego se aleja a 80 km/h después de que la pelota rebota elásticamente en la parte delantera del tren. Sin embargo, debido al movimiento del tren, esa salida es a 130 km/h con respecto a la plataforma del tren; la pelota ha sumado el doble de la velocidad del tren a la suya.

Traduciendo esta analogía al espacio: en el marco de referencia del planeta, la nave espacial tiene una velocidad vertical de v relativa al planeta. Después de que se produce la honda, la nave espacial parte con un rumbo de 90 grados con respecto al que llegó. Todavía tendrá una velocidad de v, pero en la dirección horizontal. En el marco de referencia del Sol, el planeta tiene una velocidad horizontal de v, y usando el Teorema de Pitágoras, la nave espacial inicialmente tiene una velocidad total de √2v. Después de que la nave espacial abandone el planeta, tendrá una velocidad de v + v = 2v, ganando aproximadamente 0,6v.

Este ejemplo simplificado es imposible de refinar sin detalles adicionales sobre la órbita, pero si la nave espacial viaja en una trayectoria que forma una hipérbola, puede abandonar el planeta en la dirección opuesta sin encender su motor. Este ejemplo es una de las muchas trayectorias y aumentos de velocidad que puede experimentar la nave espacial.

Esta explicación podría parecer violar la conservación de la energía y el momento, aparentemente agregando velocidad a la nave espacial de la nada, pero los efectos de la nave espacial en el planeta también deben tenerse en cuenta para proporcionar una imagen completa de la mecánica involucrada. El momento lineal ganado por la nave espacial es igual en magnitud al perdido por el planeta, por lo que la nave espacial gana velocidad y el planeta pierde velocidad. Sin embargo, la enorme masa del planeta en comparación con la nave espacial hace que el cambio resultante en su velocidad sea insignificantemente pequeño incluso en comparación con las perturbaciones orbitales que sufren los planetas debido a las interacciones con otros cuerpos celestes en escalas de tiempo astronómicamente cortas. Por ejemplo, una tonelada métrica es una masa típica para una sonda espacial interplanetaria, mientras que Júpiter tiene una masa de casi 2 x 10²⁴ toneladas métricas. Por lo tanto, una nave espacial de una tonelada que pase por Júpiter teóricamente hará que el planeta pierda aproximadamente 5 x 10⁻²⁵ km/s de velocidad orbital por cada km/s de velocidad relativa al Sol ganada por la nave espacial.. A todos los efectos prácticos, los efectos sobre el planeta pueden ignorarse en el cálculo.

Las representaciones realistas de encuentros en el espacio requieren la consideración de tres dimensiones. Se aplican los mismos principios que los anteriores, excepto que agregar la velocidad del planeta a la de la nave espacial requiere la suma de vectores, como se muestra a continuación.

Esquemática bidimensional de la bala gravitatoria. Las flechas muestran la dirección en la que la nave espacial viaja antes y después del encuentro. La longitud de las flechas muestra la velocidad de la nave espacial.

Debido a la reversibilidad de las órbitas, las hondas gravitacionales también se pueden usar para reducir la velocidad de una nave espacial. Tanto el Mariner 10 como el MESSENGER realizaron esta maniobra para llegar a Mercurio.

Si se necesita más velocidad que la disponible solo con la asistencia de la gravedad, un cohete encendido cerca del periápside (aproximación planetaria más cercana) usa la menor cantidad de combustible. El encendido de un cohete dado siempre proporciona el mismo cambio en la velocidad (Δv), pero el cambio en la energía cinética es proporcional a la velocidad del vehículo en el momento del encendido. Por lo tanto, la energía cinética máxima se obtiene cuando la quema se produce a la velocidad máxima del vehículo (periapsis). El efecto Oberth describe esta técnica con más detalle.

Orígenes históricos

En su artículo "A los que estarán leyendo para construir" ("Тем, кто будет читать, чтобы строить"), publicado en 1938 pero fechado 1918–1919, Yuri Kondratyuk sugirió que una nave espacial que viaja entre dos planetas podría acelerarse al principio y al final de su trayectoria utilizando la gravedad de los dos planetas. lunas La parte de su manuscrito que considera las ayudas de la gravedad no recibió un desarrollo posterior y no se publicó hasta la década de 1960. En su artículo de 1925 "Problemas de vuelo por propulsión a chorro: vuelos interplanetarios" ("Проблема полета при помощи реактивных аппаратов: межпланетные полеты), Friedrich Zander mostró un comprensión profunda de la física detrás del concepto de asistencia por gravedad y su potencial para la exploración interplanetaria del sistema solar.

El ingeniero italiano Gaetano Crocco fue el primero en calcular un viaje interplanetario considerando múltiples asistencias de gravedad.

La maniobra de asistencia por gravedad se intentó por primera vez en 1959 cuando la sonda soviética Luna 3 fotografió la cara oculta de la Luna. La maniobra se basó en la investigación realizada bajo la dirección de Mstislav Keldysh en el Instituto Keldysh de Matemáticas Aplicadas.

En 1961, Michael Minovitch, estudiante graduado de UCLA que trabajaba en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, desarrolló una técnica de asistencia por gravedad, que luego se usaría para la idea del Gran Tour Planetario de Gary Flandro..

Durante el verano de 1964 en el JPL de la NASA, a Gary Flandro se le asignó la tarea de estudiar técnicas para explorar los planetas exteriores del sistema solar. En este estudio, descubrió la rara alineación de los planetas exteriores (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) y concibió la misión multiplanetaria Planetary Grand Tour utilizando la asistencia de la gravedad para reducir la duración de la misión de cuarenta años a menos de diez.

Propósito

Parcela de la velocidad heliocéntrico de Voyager 2 contra su distancia del Sol, lo que ilustra el uso de la gravedad ayuda a acelerar la nave espacial por Júpiter, Saturno y Urano. Para observar Triton, Voyager 2 pasó por el polo norte de Neptuno dando como resultado una aceleración del plano de la velocidad eclíptica y reducida lejos del Sol.

Una nave espacial que viaja de la Tierra a un planeta interior aumentará su velocidad relativa porque cae hacia el Sol, y una nave espacial que viaja de la Tierra a un planeta exterior disminuirá su velocidad porque se aleja del Sol.

Aunque la velocidad orbital de un planeta interior es mayor que la de la Tierra, una nave espacial que viaja a un planeta interior, incluso a la velocidad mínima necesaria para llegar a él, sigue siendo acelerada por la gravedad del Sol a un velocidad notablemente mayor que la velocidad orbital de ese planeta de destino. Si el propósito de la nave espacial es solo volar por el planeta interior, entonces normalmente no hay necesidad de reducir la velocidad de la nave espacial. Sin embargo, si la nave espacial se va a insertar en órbita alrededor de ese planeta interior, entonces debe haber alguna forma de reducir la velocidad.

Del mismo modo, mientras que la velocidad orbital de un planeta exterior es menor que la de la Tierra, una nave espacial que sale de la Tierra a la velocidad mínima necesaria para viajar a algún planeta exterior es frenada por la gravedad del Sol a una velocidad mucho menor que la velocidad orbital de ese planeta exterior. Por lo tanto, debe haber alguna forma de acelerar la nave espacial cuando llegue a ese planeta exterior si va a entrar en órbita alrededor de él.

Ciertamente, los motores de los cohetes se pueden usar para aumentar y disminuir la velocidad de la nave espacial. Sin embargo, el empuje del cohete requiere propulsor, el propulsor tiene masa e incluso un pequeño cambio en la velocidad (conocido como Δv, o "delta-v", el símbolo delta que se usa para representar un cambio y 'v' que significa velocidad) se traduce en un requerimiento mucho mayor de propulsor necesario para escapar del pozo de gravedad de la Tierra. Esto se debe a que los motores de etapa primaria no solo deben elevar el propulsor adicional, sino que también deben elevar el propulsor adicional más allá de lo que se necesita para elevar ese propulsor adicional. El requisito de masa de despegue aumenta exponencialmente con un aumento en el delta-v requerido de la nave espacial.

Debido a que se necesita combustible adicional para llevar combustible al espacio, las misiones espaciales se diseñan con un 'presupuesto' de propulsor ajustado, conocido como 'presupuesto delta-v'. El balance delta-v es, en efecto, el propulsor total que estará disponible después de dejar la tierra, para acelerar, desacelerar, estabilizarse contra golpes externos (por partículas u otros efectos externos) o cambios de dirección, si no puede adquirir más propulsor.. Toda la misión debe planificarse dentro de esa capacidad. Por lo tanto, los métodos de cambio de velocidad y dirección que no requieren quemar combustible son ventajosos, porque permiten una capacidad adicional de maniobra y mejora del rumbo, sin gastar combustible de la cantidad limitada que se ha transportado al espacio. Las maniobras de asistencia por gravedad pueden cambiar en gran medida la velocidad de una nave espacial sin gastar propulsor y pueden ahorrar cantidades significativas de propulsor, por lo que son una técnica muy común para ahorrar combustible.

Límites

Las trayectorias que permitieron la nave espacial Voyager gemelo de la NASA para recorrer los cuatro planetas gigantes y alcanzar la velocidad para escapar del Sistema Solar

El principal límite práctico para el uso de una maniobra de asistencia por gravedad es que los planetas y otras masas grandes rara vez se encuentran en los lugares correctos para permitir un viaje a un destino en particular. Por ejemplo, las misiones Voyager que comenzaron a fines de la década de 1970 fueron posibles gracias al "Grand Tour" alineación de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Una alineación similar no volverá a ocurrir hasta mediados del siglo XXII. Ese es un caso extremo, pero incluso para misiones menos ambiciosas, hay años en los que los planetas están dispersos en partes inadecuadas de sus órbitas.

Otra limitación es la atmósfera, si la hay, del planeta disponible. Cuanto más se acerque la nave espacial, más rápida será su velocidad de periapsis a medida que la gravedad acelera la nave espacial, lo que permite obtener más energía cinética de la combustión del cohete. Sin embargo, si una nave espacial se adentra demasiado en la atmósfera, la energía perdida por el arrastre puede superar la obtenida por la gravedad del planeta. Por otro lado, la atmósfera se puede utilizar para lograr el aerofrenado. También ha habido propuestas teóricas para utilizar la sustentación aerodinámica cuando la nave espacial vuela a través de la atmósfera. Esta maniobra, llamada asistencia de aerogravedad, podría doblar la trayectoria en un ángulo mayor que la gravedad sola y, por lo tanto, aumentar la ganancia de energía.

Incluso en el caso de un cuerpo sin aire, hay un límite en cuanto a qué tan cerca puede acercarse una nave espacial. La magnitud del cambio de velocidad alcanzable depende de la velocidad de aproximación de la nave espacial y de la velocidad de escape del planeta en el punto de máxima aproximación (limitado por la superficie o la atmósfera).

Las hondas interplanetarias que utilizan el Sol mismo no son posibles porque el Sol está en reposo en relación con el Sistema Solar en su conjunto. Sin embargo, empujar cuando está cerca del Sol tiene el mismo efecto que la honda motorizada descrita como el efecto Oberth. Esto tiene el potencial de aumentar enormemente el poder de empuje de una nave espacial, pero está limitado por la capacidad de la nave espacial para resistir el calor.

Un agujero negro en rotación podría brindar asistencia adicional, si su eje de giro está alineado de la manera correcta. La relatividad general predice que una gran masa giratoria produce un marco de arrastre: cerca del objeto, el espacio mismo es arrastrado en la dirección del giro. Cualquier objeto giratorio ordinario produce este efecto. Aunque los intentos de medir el arrastre de marcos alrededor del Sol no han producido evidencia clara, los experimentos realizados por Gravity Probe B han detectado efectos de arrastre de marcos causados por la Tierra. La relatividad general predice que un agujero negro giratorio está rodeado por una región del espacio, llamada ergosfera, dentro de la cual permanecer quieto (con respecto al giro del agujero negro) es imposible, porque el espacio mismo es arrastrado a la velocidad de la luz. en la misma dirección que el giro del agujero negro. El proceso de Penrose puede ofrecer una forma de obtener energía de la ergosfera, aunque requeriría que la nave espacial descargue algo de "lastre" en el agujero negro, y la nave espacial habría tenido que gastar energía para transportar el 'lastre'. al agujero negro.

Otra posible aplicación de la asistencia gravitatoria es la alteración de la distancia orbital de la Tierra al Sol para reducir el aumento de las temperaturas globales.

Parámetros de Tisserand y asistencias de gravedad

El uso de asistencias por gravedad está limitado por una cantidad conservada llamada parámetro de Tisserand (o invariante). Esta es una aproximación a la constante de Jacobi del problema restringido de tres cuerpos. Considerando el caso de un cometa orbitando alrededor del Sol y los efectos que tendría un encuentro con Júpiter, Félix Tisserand demostró que

TP=aJa+2⋅ ⋅ aaJ()1− − e2)#⁡ ⁡ i{displaystyle T_{P}={frac {a_{J}{a}}+2cdot {fnMicroc} {a}{a_{J}} {1-e^{2}}cos i}

permanecerá constante (donde a{displaystyle a,!} es el eje semi-major del cometa, e{displaystyle e,!} su excentricidad, i{displaystyle i,!} su inclinación, y aJ{displaystyle A_{J} es el eje semi-major de Júpiter).

Esto se aplica cuando el cometa está lo suficientemente lejos de Júpiter para tener elementos orbitales bien definidos y en la medida en que Júpiter es mucho menos masivo que el Sol y se encuentra en una órbita circular.

Esta cantidad se conserva para cualquier sistema de tres objetos, uno de los cuales tiene masa insignificante, y otro de los cuales es de masa intermedia y en órbita circular. Ejemplos son el Sol, la Tierra y una nave espacial, o Saturno, Titan y la nave espacial Cassini (utilizando el eje semi-major del cuerpo perturbador en lugar de aJ{displaystyle A_{J}). Esto impone una limitación sobre cómo se puede utilizar una ayuda de gravedad para alterar la órbita de una nave espacial.

El parámetro de Tisserand cambiará si la nave espacial realiza una maniobra de propulsión o una asistencia gravitatoria de algún cuarto objeto, que es una de las razones por las que muchas naves espaciales combinan con frecuencia la asistencia gravitatoria de la Tierra y Venus (o Marte) o también realizan grandes maniobras en el espacio profundo.

Ejemplos notables de uso

Luna 3

La maniobra de asistencia por gravedad se intentó por primera vez en 1959 para Luna 3, para fotografiar el lado oculto de la Luna. El satélite no ganó velocidad, pero se cambió su órbita que permitió la transmisión exitosa de las fotos.

Pioneer 10

La Pioneer 10 de la NASA es una sonda espacial lanzada en 1972 que completó la primera misión al planeta Júpiter. A partir de entonces, Pioneer 10 se convirtió en el primero de cinco objetos artificiales en alcanzar la velocidad de escape necesaria para abandonar el Sistema Solar. En diciembre de 1973, la nave espacial Pioneer 10 fue la primera en utilizar el efecto de tirachinas gravitacional para alcanzar la velocidad de escape para abandonar el Sistema Solar.

Pioneer 11

Pioneer 11 fue lanzado por la NASA en 1973 para estudiar el cinturón de asteroides, el entorno alrededor de Júpiter y Saturno, los vientos solares y los rayos cósmicos. Fue la primera sonda en encontrarse con Saturno, la segunda en volar a través del cinturón de asteroides y la segunda en volar cerca de Júpiter. Para llegar a Saturno, la nave espacial recibe ayuda de la gravedad en Júpiter.

Mariner 10

La sonda Mariner 10 fue la primera nave espacial en usar el efecto de tirachinas gravitacional para llegar a otro planeta, pasando por Venus el 5 de febrero de 1974 en camino a convertirse en la primera nave espacial en explorar Mercurio.

Voyager 1

Voyager 1 fue lanzada por la NASA el 5 de septiembre de 1977. Obtuvo la energía para escapar de la gravedad del Sol realizando maniobras de tirachinas alrededor de Júpiter y Saturno. Habiendo operado durante 45 años, 7 meses y 4 días a partir del 9 de abril de 2023 UTC [refresh], la nave espacial aún se comunica con Deep Space Network para recibir comandos de rutina y transmitir datos a la Tierra. La NASA y el JPL proporcionan datos de distancia y velocidad en tiempo real. A una distancia de 152,2 UA (22,8 mil millones de km; 14,1 mil millones de millas) de la Tierra al 12 de enero de 2020, es el objeto más distante de la Tierra creado por el hombre.

Voyager 2

Voyager 2 fue lanzada por la NASA el 20 de agosto de 1977 para estudiar los planetas exteriores. Su trayectoria tardó más en llegar a Júpiter y Saturno que su nave espacial gemela, pero permitió más encuentros con Urano y Neptuno.

Galileo

La nave espacial Galileo fue lanzada por la NASA en 1989 y en su ruta hacia Júpiter recibe tres asistencias gravitatorias, una de Venus (10 de febrero de 1990), y dos de la Tierra (8 de diciembre de 1990 y 8 de diciembre de 1992). La nave espacial llegó a Júpiter en diciembre de 1995. Las ayudas de la gravedad también permitieron a Galileo sobrevolar dos asteroides, 243 Ida y 951 Gaspra.

Ulises

En 1990, la NASA lanzó la nave espacial Ulysses de la ESA para estudiar las regiones polares del Sol. Todos los planetas orbitan aproximadamente en un plano alineado con el ecuador del Sol. Por lo tanto, para entrar en una órbita que pasa sobre los polos del Sol, la nave espacial tendría que eliminar la velocidad que heredó de la órbita de la Tierra alrededor del Sol y ganar la velocidad necesaria para orbitar el Sol en el sentido de polo a polo. plano de polos Se logró gracias a la asistencia de la gravedad de Júpiter el 8 de febrero de 1992.

MESSENGER

La misión MESSENGER (lanzada en agosto de 2004) hizo un amplio uso de la asistencia de la gravedad para reducir su velocidad antes de orbitar Mercurio. La misión MESSENGER incluyó un sobrevuelo de la Tierra, dos sobrevuelos de Venus y tres sobrevuelos de Mercurio antes de llegar finalmente a Mercurio en marzo de 2011 con una velocidad lo suficientemente baja como para permitir la inserción en órbita con el combustible disponible. Aunque los sobrevuelos fueron principalmente maniobras orbitales, cada uno brindó la oportunidad de realizar importantes observaciones científicas.

Cassini

La nave espacial Cassini-Huygens fue lanzada desde la Tierra el 15 de octubre de 1997, seguida de sobrevuelos asistidos por gravedad de Venus (26 de abril de 1998 y 21 de junio de 1999), la Tierra (18 de agosto de 1999) y Júpiter (30 de diciembre de 2000). El tránsito a Saturno tomó 6,7 años, la nave espacial llegó el 1 de julio de 2004. Su trayectoria se denominó "la trayectoria asistida por gravedad más compleja volada hasta la fecha" en 2019.

Cassini trayectoria interplanetaria

Animación de Cassini's del 15 de octubre de 1997 al 4 de mayo de 2008
Cassini–Huygens· Júpiter· Saturno· Tierra· Venus· 2685 Masursky

Cassini's velocidad relativa al Sol. La gravedad ayuda a formar picos a la izquierda, mientras que las variaciones periódicas a la derecha son causadas por la órbita de la nave espacial alrededor de Saturno.

Después de entrar en órbita alrededor de Saturno, la nave espacial Cassini usó múltiples asistencias de gravedad de Titán para lograr cambios significativos en la inclinación de su órbita, de modo que en lugar de permanecer casi en el plano ecuatorial, la nave espacial&# La trayectoria de vuelo de 39 estaba muy inclinada fuera del plano de los anillos. Un encuentro típico con Titán cambió la velocidad de la nave espacial en 0,75 km/s, y la nave espacial realizó 127 encuentros con Titán. Estos encuentros permitieron un recorrido orbital con un amplio rango de distancias de periapsis y apoapsis, varias alineaciones de la órbita con respecto al Sol e inclinaciones orbitales de 0° a 74°. Los múltiples sobrevuelos de Titán también permitieron a Cassini sobrevolar otras lunas, como Rea y Encelado.

Rosetta

Animación de Rosetta's trayectoria del 2 de marzo de 2004 al 9 de septiembre de 2016
Rosetta· 67P/C-G· Tierra· Marte· 21 Lutetia · 2867 Šteins

La sonda Rosetta, lanzada en marzo de 2004, utilizó cuatro maniobras asistidas por gravedad (incluida una a solo 250 km de la superficie de Marte y tres asistidas desde la Tierra) para acelerar por todo el Sistema Solar interior. Eso le permitió sobrevolar los asteroides 21 Lutetia y 2867 Šteins y eventualmente igualar la velocidad del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko en el punto de encuentro en agosto de 2014.

Nuevos Horizontes

New Horizons fue lanzado por la NASA en 2006 y llegó a Plutón en 2015. En 2007 realizó una asistencia gravitatoria en Júpiter.

Juno

La nave espacial Juno se lanzó el 5 de agosto de 2011 (UTC). La trayectoria usó un impulso de velocidad asistido por gravedad desde la Tierra, logrado por un sobrevuelo de la Tierra en octubre de 2013, dos años después de su lanzamiento el 5 de agosto de 2011. De esa manera, Juno cambió su órbita (y velocidad) hacia su objetivo final, Júpiter, después de sólo cinco años.

Parker Solar Probe

Parker Solar Probe, lanzada por la NASA en 2018, tiene previstas siete asistencias de gravedad de Venus. Cada asistencia de gravedad acerca progresivamente la sonda solar Parker al Sol. A partir de 2022, la nave espacial realizó cinco de sus siete asistencias. La misión Parker Solar Probe hará el acercamiento más cercano al Sol por cualquier misión espacial.

Solar Orbiter

Solar Orbiter fue lanzado por la ESA en 2020. En su fase de crucero inicial, que dura hasta noviembre de 2021, Solar Orbiter realizó dos maniobras asistidas por gravedad alrededor de Venus y una alrededor de la Tierra para alterar la trayectoria de la nave espacial y guiarla. hacia las regiones más internas del Sistema Solar. El primer paso solar cercano tendrá lugar el 26 de marzo de 2022 a aproximadamente un tercio de la distancia de la Tierra al Sol.

BepiColombo

BepiColombo es una misión conjunta de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) al planeta Mercurio. Se lanzó el 20 de octubre de 2018. Utilizará la técnica de asistencia por gravedad con la Tierra una vez, con Venus dos veces y con Mercurio seis veces. Llegará en 2025. BepiColombo lleva el nombre de Giuseppe (Bepi) Colombo, quien fue un pensador pionero con esta forma de maniobras.

Lucy

Lucy fue lanzado por la NASA el 16 de octubre de 2021. Obtuvo una asistencia de gravedad de la Tierra el 16 de octubre de 2022, y después de un sobrevuelo del asteroide del cinturón principal 152830 Dinkinesh, obtendrá otro en 2024. En 2025, volará por el asteroide interno del cinturón principal 52246 Donaldjohanson. En 2027, llegará a la nube de Troya L4 (el campamento griego de asteroides que orbita unos 60° por delante de Júpiter), donde volará por cuatro troyanos, 3548 Eurybates (con su satélite), 15094 Polymele, 11351 Leucus y 21900 Orús. Después de estos sobrevuelos, Lucy regresará a la Tierra en 2031 para recibir otra asistencia gravitatoria hacia la nube troyana L5 (el campamento troyano que sigue unos 60° detrás de Júpiter), donde visitará el troyano binario 617 Patroclus con su satélite Menoetius en 2033.