СПРАЙТ (космический корабль)
| Имена | Интерьер зонда Сатурн и исследователь атмосферы |
|---|---|
| Тип миссии | Атмосферный зонд |
| Оператор | НАСА |
| Продолжительность миссии | Круиз: 10 лет (планируется) |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | СПРАЙТ |
| Тип космического корабля | Атмосферный зонд |
| Автобус | CRSC |
| Размеры | Атмосферный зонд: 86,7 х 53,6 см |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | Ноябрь 2024 г. (предлагается) |
| Ракета | Atlas V 401 (proposed) |
| Запуск сайта | Мыс Канаверал , SLC-41 |
| Подрядчик | Объединенный пусковой альянс (ULA) |
| Сатурна Атмосферный зонд | |
| Компонент космического корабля | Атмосферный зонд |
| Вход в атмосферу | Ноябрь 2034 г. (предлагается) |
| Пролет Сатурна | |
| Компонент космического корабля | CRSC |
| Ближайший подход | Ноябрь 2034 г. (предлагается) |
| Расстояние | ≈100 000 км |
SPRITE ( Saturn PRObe Interior и aTmopher Explorer ) — предложенная Сатурна концепция миссии атмосферного зонда НАСА . SPRITE — это конструкция зонда для входа в атмосферу, который будет путешествовать к Сатурну с Земли на своем собственном этапе круиза, затем войдет в атмосферу Сатурна и спустится, проведя измерения на месте .
Обзор
[ редактировать ]Многие фундаментальные вопросы о Сатурне не были полностью исследованы в конце миссии в Кассини сентябре 2017 года из-за ограничений в ее реализации и научном оснащении. Прямые измерения структуры атмосферы, содержания благородных газов и элементов на Сатурне необходимы, чтобы различать конкурирующие модели формирования Солнечной системы , а также обеспечить улучшенный контекст для экзопланетных систем. [1] Зонд SPRITE произведет революцию в нашем понимании структуры и состава атмосферы Сатурна и позволит лучше понять внесолнечные планеты-гиганты . [2]
SPRITE был предложен Лабораторией реактивного движения в качестве главного исследователя Калифорнийского технологического института под руководством Эми Саймон из Годдарда НАСА имени Центра космических полетов .
Предложение новых границ
[ редактировать ]Концепция миссии SPRITE была предложена в 2016 году как миссия, которая будет финансироваться в рамках миссии 4 программы НАСА «Новые рубежи» , но она не была выбрана для разработки. Последним выбором миссии стала миссия «Стрекоза» на Титан . [3] миссия по возвращению образцов кометы CAESAR выбрана для изучения, но не выбрана в качестве окончательного выбора. [4]
Благодаря тому, как работает эта программа, ее можно повторно подать в другой процесс отбора. «Новые рубежи» — это миссия большего масштаба с меньшими возможностями, которая началась с исследования «Новых горизонтов » к Плутону и за его пределами, стоимость миссии превысила 1 миллиард долларов США.
Цели
[ редактировать ]2013–2022 годов Десятилетний обзор планетарной науки определил миссию зонда Сатурна как высокоприоритетную цель программы НАСА « Новые рубежи» из-за необходимости проведения измерений на месте на глубинах 10 бар и более. [5] Команда SPRITE объясняет, что «чтобы лучше понять формирование, эволюцию и структуру Солнечной системы , важно хорошо понимать роль, которую играют планеты-гиганты , а этого невозможно достичь без на месте измерений планет-гигантов». состав, структура, динамика и процессы атмосферы Сатурна». Для достижения этой цели ученые миссии поставили две основные цели:
- Соберите и проанализируйте доказательства формирования и ранней эволюции Сатурна . [6] [7]
- Сатурна, Получите химический состав тропосферы чтобы различать конкурирующие модели формирования планет и масштабы миграции в ранней Солнечной системе.
- Ограничить Сатурне на истощение гелия , чтобы согласовать наблюдаемые температуры с моделями тепловой эволюции.
- Раскройте правду под Сатурна . облаками [6] [7]
- Измерьте химический состав атмосферы Сатурна in situ, чтобы проверить модели конденсации и интерпретировать состав, наблюдаемый дистанционно.
- облаков Сатурна Выполните на месте характеристику структуры тропосферных , чтобы обеспечить наземную основу для моделей поиска облаков.
- Определите трехмерную динамику атмосферы Сатурна на месте в одном месте, чтобы связать глобальную циркуляцию и аналитические модели изменяющихся во времени движений верхней границы облаков.
Космический корабль
[ редактировать ]
Концепция миссии SPRITE состоит из космического корабля-ретранслятора (CRSC) и входного зонда, спускающегося как минимум до десяти баров . [8] Стратегия спуска предполагает использование теплового экрана, а затем парашюта, что позволит зонду собрать данные в течение двух часов. [8] Зонд будет обеспечивать прямое измерение состава и структуры атмосферы (включая динамику) на пути спуска зонда, предоставляя научные данные, недоступные для измерений дистанционного зондирования. [9]
CRSC на солнечной энергии будет нести многоканальный формирователь изображения для предварительного получения изображения местоположения и для обеспечения глобального контекстного изображения для измерений зонда. [8] Модуль CSRC не будет вращаться вокруг Сатурна, но один раз пролетит мимо Сатурна, чтобы несколько раз передать научные данные зонда обратно на Землю через сеть дальнего космоса . [8]
Полезная нагрузка
[ редактировать ]Предлагаемый зонд входа в атмосферу SPRITE будет нести полезную нагрузку для научных приборов для измерения структуры, динамики, состава, химического состава и облаков атмосферы Сатурна с точностью не менее 10 бар . [7]
Концептуальная полезная нагрузка состоит из двух спектрометров: [8] квадрупольный масс-спектрометр позволит измерять благородные газы и изотопы благородных газов с чрезвычайной чувствительностью. Особое значение имеют измерения гелия ( He ), ключ к пониманию тепловой эволюции Сатурна; [7] и перестраиваемый лазерный спектрометр , который будет измерять содержание молекул и соотношение изотопов для определения химической структуры атмосферы Сатурна, а также неравновесных веществ, таких как окись углерода ( CO ), фосфин ( PH).
3 ) и этан ( C
22Ч
6 ), что можно использовать для вывода об изобилии глубокой воды Сатурна. [7]
Инструмент структуры атмосферы (ASI) предоставит профиль давления и температуры атмосферы Сатурна для определения высотного профиля статической устойчивости, а в сочетании с измерениями облаков с помощью нефелометра он выяснит процессы, которые определяют местоположение и структуру множественных облаков Сатурна. слои. В состав ASI также входят акселерометры для измерения ускорений входа, на основе которых можно восстановить траекторию входа и спуска зонда и охарактеризовать тепловую структуру верхних слоев атмосферы. [8]
Эксперимент с доплеровским ветром позволит измерить трехмерную динамику атмосферы Сатурна с помощью ультрастабильного осциллятора, включая профиль местных ветров с глубиной и вертикальными движениями от атмосферных волн. [7]
Запуск и траектория
[ редактировать ]SPRITE планировалось запустить в конце ноября 2024 года. Зонд будет следовать за гравитационным полем Земля-Венера-Земля-Земля и достигнет Сатурна в ноябре 2034 года. Атмосферный зонд отделится от CRSC за 30 дней до входа. Визуализация и наблюдения будут продолжаться в течение 6 дней до въезда. CRSC пролетит мимо Сатурна на расстоянии примерно 100 000 км, продолжая движение по траектории отхода от Солнца.
Объекты, которые посещает SPIRITE
[ редактировать ]
Венера (пролет)
Земля (3 пролёта)
Сатурн (облет + атмосферный зонд)
См. также
[ редактировать ]
- Зонд Галилео (зонд входа в атмосферу Юпитера, введен в эксплуатацию в 1995 году)
- Pioneer Venus Multiprobe (зонды входа в атмосферу Венеры, запущены в 1978 г.)
- «Гюйгенс» Космический корабль (перенесенный орбитальным аппаратом «Кассини» на спутник Сатурна Титан)
- Зонд входа в атмосферу Сатурна (концепция аналогичного зонда входа космического корабля для Сатурна)
- Список космических аппаратов с питанием от неперезаряжаемых батарей
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Саймон, Эми; Банфилд, Д. (11 июня 2016 г.). «Исследователь интерьера и атмосферы Saturn PRObe (SPRITE)» . Технические отчеты НАСА . НАСА . Проверено 17 сентября 2017 г.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ Чанг, Кеннет (15 сентября 2017 г.). «Назад на Сатурн? Предлагается пять миссий по следованию Кассини» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 18 сентября 2017 г.
- ^ Джефф Фауст, НАСА выбирает дрон Титан для следующей миссии New Frontiers SpaceNews , 27 июня 2019 г. Проверено 15 июля 2019 г.
- ↑ Новая пограничная миссия НАСА будет искать инопланетную жизнь или раскрывать историю Солнечной системы Элана Гловац IB Times, 20 декабря 2017 г.
- ^ Видение и перспективы планетарной науки на десятилетие 2013–2022 гг. (PDF) . Пресса национальных академий. 2011. С. 15–16. ISBN 978-0-309-22464-2 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Саймон, Эми (11 июня 2016 г.). «СПРАЙТ - Интерьер зонда Сатурна и исследователь атмосферы» (PDF) . НАСА . Проверено 17 сентября 2017 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж Аткинсон, Дэвид Х.; Саймон, Эми; Банфилд, Дон (2017). «Миссия по исследованию интерьера и атмосферы Saturn PRObe (SPRITE)» (PDF) . Тезисы геофизических исследований . 19 . Проверено 17 сентября 2017 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж Д. Аткинсон, А. А. Саймон, Д. Бэнфилд, С. Атрея, Дж. Блэксберг, В. Бринкерхофф, А. Колапрет, А. Кустенис, Л. Флетчер, Т. Гийо, М. Хофштадтер, Дж. Люнин, П. Махаффи , М. Марли, О. Мусис, Т. Спилкер, М. Трейнер, К. Вебстер (2017). «Новые рубежи Saturn PRObe Интерьер и атмосфера» (PDF) . Рефераты EPSC . 11 . Проверено 18 сентября 2017 г.
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Исследование Сатурна - Миссия «Зонд Сатурна» и исследователь атмосферы (SPRITE) Аткинсон, Дэвид Х.; Саймон, Эми А.; Банфилд, Дон; Атрея, Сушил К.; Блэксберг, Джордана; Бринкерхофф, Уильям; Колапрет, Энтони; Кустенис, Афина; Флетчер, Ли; Гийо, Тристан; Хофштадтер, Марк; Лунин, Джонатан И.; Махаффи, Пол; Марли, Марк С.; Мусис, Оливье; Спилкер, Томас Р.; Тренер Мелисса Г.; Вебстер, Крис; Американского астрономического общества , идентификатор 123.29, 16–21 октября 2016 г. Заседание DPS № 48
