Neptune Odyssey
 Художественная концепция орбитального корабля Нептуна с потенциальными атмосферными зондами и спускаемого аппарата Тритона, ок. начало 2000-х | |
| Тип миссии | Нептуна Орбиты |
|---|---|
| Оператор | НАСА |
| Продолжительность миссии | Круиз: 16 лет Фаза науки: 4 года [ 1 ] |
| Свойства космического корабля | |
| Стартовая масса | 3218 кг (7094 фунта) [ 1 ] |
| Сухая масса | 1594 кг (3514 фунтов) [ 1 ] |
| Масса полезной нагрузки | 214 кг (472 фунта) плюс атмосферный зонд 220 кг (490 фунтов) [ 1 ] |
| Размеры | Высота: 6,96 м (22,8 фута) Диаметр: 4,56 м (15,0 футов) [ 1 ] |
| Власть | нового поколения 1087 Вт (1,458 л.с.) от 3 радиоизотопных термоэлектрических генераторов [ 1 ] |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 2033 г. (предлагается) [ 1 ] |
| Ракета | Система космического запуска (предлагается) Сокол Хэви (альтернатива) [ 1 ] |
| Орбиты Нептуна | |
| Орбитальное введение | 2049 (предлагается) [ 1 ] |
| Атмосферный зонд Нептуна | |
| Вход в атмосферу | 2049 (предлагается) [ 1 ] |
Neptune Odyssey — это концепция орбитальной миссии по изучению Нептуна и его спутников , в частности Тритона . [ 1 ] Орбитальный аппарат выйдет на ретроградную орбиту Нептуна, чтобы облегчить одновременное изучение Тритона, и запустит атмосферный зонд для характеристики атмосферы Нептуна . Эта концепция разрабатывается как потенциальная крупная стратегическая научная миссия НАСА Хопкинса командой под руководством Лаборатории прикладной физики Университета Джонса . Текущее предложение нацелено на запуск в 2033 году с использованием системы космического запуска с прибытием на Нептун в 2049 году, хотя траектории с использованием гравитационной помощи на Юпитере также рассматривались с датами запуска в 2031 году.
Концепция миссии рассматривалась на предмет возможной рекомендации в качестве приоритета миссии в Десятилетнем планетарном обзоре 2023–2032 годов . Однако по логистическим причинам миссия «Орбитальный аппарат Урана» и «Зонд» были выбраны в качестве рекомендованной миссии орбитального корабля ледяного гиганта , причем высший приоритет был отдан Энцеладу Орбиландеру . [ 2 ] [ 3 ]
Фон
[ редактировать ]«Вояджер-2» - единственный космический зонд , посетивший систему Нептуна , завершивший облет 25 августа 1989 года. Орбитальный аппарат к Нептуну рассматривался как часть прерванной программы Mariner Mark II в 1990-х годах, и несколько концепций миссии орбитального аппарата были разработаны. разработан в 2000-х годах, включая концепцию Калифорнийского технологического института. [ 4 ] и версия Университета Айдахо и компании Boeing , [ 5 ] хотя ни один из них не был выбран для дальнейшей разработки. 2011–2022 годов В Планетарном научном десятилетнем обзоре было рекомендовано отправить орбитальный корабль флагманского класса к ледяному гиганту с приоритетом того, что впоследствии станет марсоходом Mars 2020 и Europa Clipper . [ 6 ] Ледяные гиганты в настоящее время считаются обычным типом экзопланет , что ускоряет необходимость дальнейшего изучения ледяных гигантов в Солнечной системе . [ 7 ] Ледяные гиганты Уран и Нептун рассматривались как уникальные, но в равной степени привлекательные научные цели, но орбитальному аппарату и зонду Урана было отдано предпочтение по логистическим и экономическим причинам. [ 6 ] [ 8 ] Орбитальный аппарат Урана логически следует за миссиями орбитального аппарата класса Флагман, предпринятыми на Юпитере и Сатурне ( Галилео и Кассини соответственно). Некоторые считают, что миссия на Нептун имеет большую научную ценность. [ 9 ] потому что Тритон , вероятно, захваченный объект пояса Койпера и океанский мир , является более привлекательной целью астробиологии , чем спутники Урана (хотя Ариэль и Миранда, в частности, являются возможными океанскими мирами). [ 10 ] Тем не менее, опять же, из-за финансовых и логистических соображений, включая наличие ракеты-носителя и доступные окна запуска, Десятилетний обзор планетарных наук 2023–2032 годов рекомендовал орбитальный аппарат и зонд Uranus вместо Neptune Odyssey . [ 2 ] [ 3 ] Менее эффективная версия концепции «Одиссеи» с большим упором на Тритон вместо науки о ледяных гигантах под названием Triton Ocean World Surveyor разрабатывается как возможная будущая миссия «Новые рубежи» . [ 2 ] [ 11 ] Еще один проект орбитального корабля Нептуна, ориентированный на Тритон, под названием «Наутилус» был разработан несколькими аспирантами Лаборатории реактивного движения летом 2023 года; в рамках программы «Новые рубежи» он будет запущен в августе 2042 года и выйдет на орбиту в апреле 2057 года. [ 12 ] [ 13 ]
Также существуют два предложения об облете Нептуна и Тритона, оба из которых проведут облет в 2038 году. национального космического управления Китайского «Межзвездный экспресс» , трио зондов, предназначенных для исследования гелиосферы, получит свой второй зонд (IHP-2). ) исследовать Нептун и доставить атмосферный зонд, прежде чем отправиться исследовать объект пояса Койпера и полететь к хвосту гелиосферы. НАСА Трайдент был финалистом выбора в качестве миссии Discovery в 2020 году с предполагаемым запуском в 2025 году и намерением сосредоточиться на Тритоне. [ 14 ] В июне 2021 года было объявлено, что Трайдент не выбран для разработки и запуска. [ 15 ] а Interstellar Express еще не одобрен CNSA.
Цели
[ редактировать ]
Орбитальный аппарат Нептуна должен решить пять основных научных вопросов: [ 1 ]
- Как формируются и развиваются внутренности и атмосферы ледяных гигантов [экзо]планет?
- Что вызывает странное магнитное поле Нептуна и как работают его магнитосфера и полярные сияния ?
- Тритон — океанический мир? Что вызывает его шлейфы ? Какова природа его атмосферы ?
- Тритона могут Как геофизика и состав расширить наши знания о карликовых планетах, таких как Плутон ?
- Какова связь между кольцами, дугами Нептуна поверхности , выветриванием и маленькими спутниками ?
Концепция миссии
[ редактировать ]
Настоящее предложение нацелено на запуск в 2033 году с использованием системы космического запуска и 16-летний круиз непосредственно к Нептуну с окнами запуска ежегодно в течение 2030-х годов. Крейсер можно было бы сократить до 12 лет с помощью гравитации на Юпитере, но для этого потребуется запуск до 2032 года. Атмосферный зонд массой 220 кг (490 фунтов) будет выпущен с орбитального аппарата перед выводом на орбиту Нептуна и будет спускаться примерно на 37 минут. в атмосферу Нептуна для изучения ее состава, динамики и процессов, отправляя данные как минимум до достижения давления в 10 бар . После достижения орбиты Нептуна орбитальный аппарат совершит как минимум 46 облетов Тритона в течение четырехлетнего основного научного этапа, достигнув почти глобального охвата Луны, одновременно изучая Нептун и другие спутники. Затем орбитальный аппарат будет постепенно приближаться к Нептуну и его кольцам в «Гранд-финале», подобном Гранд-финалу Кассини , и в конечном итоге будет уничтожен в атмосфере Нептуна в целях планетарной защиты .
Текущее предложение не включает спускаемый аппарат «Тритон» . Рассматривались как статический посадочный модуль, аналогичный зонду «Гюйгенс» на Титане , так и ударный модуль , который будет высвобождать поверхностный материал для непосредственного изучения орбитальным аппаратом. [ 1 ] В конечном счете, из-за неполного знания поверхности Тритона, риска близкого сближения с Тритоном, которого потребует ударник, и приоритета атмосферного зонда относительно ограничений полезной нагрузки, посадочный модуль в настоящее время не является частью концепции миссии.
Инструменты орбитального аппарата
[ редактировать ]Предполагается, что орбитальный аппарат будет нести 14 научных приборов. [ 1 ]
| Инструмент | Инструмент наследия | Миссия наследия |
|---|---|---|
| Магнитометр | МЕССЕНДЖЕР Магнитометр | МЕССЕНДЖЕР |
| Цветная узкоугольная камера | Аппарат для разведки дальнего действия (LORRI) | Новые горизонты |
| Спектрограф ультрафиолетового изображения | Алиса | Новые горизонты |
| Ионный и нейтральный масс-спектрометр | Ионный и нейтральный масс-спектрометр | Кассини |
| Лазерный высотомер | Ртутный лазерный высотомер | МЕССЕНДЖЕР |
| Спектрометр визуализации видимого и ближнего инфракрасного диапазона | Ральф | Новые горизонты |
| Детектор радио- и плазменных волн | Волны | Юнона |
| Тепловизионный инфракрасный тепловизор | Прорицатель | Лунный разведывательный орбитальный аппарат |
| Микроволновой радиометр | Микроволновой радиометр | Юнона |
| Тепловой плазменный спектрометр | Эксперимент по распределению полярных сияний Юпитера (JADE) | Юнона |
| Детектор энергетических заряженных частиц | И-Ло | Солнечный зонд Паркер |
| Устройство визуализации энергетических нейтральных атомов | IMAP-Ультра | Межзвездное картографирование и зонд ускорения |
| Детектор пыли | Эксперимент по межзвездной пыли (IDEX) | Межзвездное картографирование и зонд ускорения |
| Камера взаимодействия с общественностью (видимая) | Анализатор инфракрасного и видимого диапазона Comet (CIVA) | Розетта |
Приборы для зондирования атмосферы
[ редактировать ]Предполагается, что атмосферный зонд будет нести 8 научных приборов. [ 1 ]
| Инструмент | Инструмент наследия | Миссия наследия |
|---|---|---|
| Масс-спектрометр | Гюйгенса Масс-спектрометр | Гюйгенс |
| Инструмент структуры атмосферы | Гюйгенс Инструмент структуры атмосферы (HASI) | Гюйгенс |
| Детектор содержания гелия | Зонд Галилео Детектор содержания гелия | Галилео |
| Орто-Пара Н 2 Детектор | (в разработке) [ 7 ] | никто |
| Нефелометр | Зонд Галилео Нефелометр | Галилео |
| чистого потока Радиометр | Галилео Радиометр чистого потока зонда | Галилео |
| Эксперимент с доплеровским ветром | Гюйгенса Эксперимент с доплеровским ветром (DWE) | Гюйгенс |
| Камера для публичного взаимодействия | Филе камера | Филе |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот Эбигейл Раймер; Бренда Клайд; Кирби Раньон (август 2020 г.). «Нептун Одиссея: Миссия к системе Нептун-Тритон» (PDF) . Проверено 18 апреля 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Происхождение, миры и жизнь: Десятилетняя стратегия планетологии и астробиологии на 2023–2032 гг. (Под ред. Предварительной публикации). Пресса национальных академий. 19 января 2023 г. с. 800. дои : 10.17226/26522 . ISBN 978-0-309-47578-5 . S2CID 248283239 . Проверено 30 апреля 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б Фауст, Джефф (19 апреля 2022 г.). «Десятилетие планетарной науки одобряет возвращение образцов с Марса и миссии на внешние планеты» . Космические новости . Проверено 19 апреля 2022 г.
- ^ Дуглас Филер и Стивен Олесон. (июль 2004 г.). «Орбитальные аппараты Нептуна, использующие солнечную и радиоизотопную электрическую двигательную установку» . 40-я совместная конференция и выставка AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательным установкам . Американский институт аэронавтики и астронавтики . дои : 10.2514/6.2004-3978 . hdl : 2060/20040139505 . ISBN 978-1-62410-037-6 . S2CID 110384884 . Проверено 3 сентября 2016 г.
- ^ Берни Бинсток и Дэвид Аткинсон (10 июня 2005 г.). «Орбитальный аппарат NEPtune с зондами» (PDF) . Группа оценки внешних планет . Проверено 3 сентября 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Видения и путешествия планетарной науки на десятилетие 2013–2022 гг.» . Проверено 20 апреля 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Отчет исследовательской миссии ледяных гигантов до десятилетия» . Проверено 20 апреля 2021 г.
- ^ Хаббард, Уильям Б. (3 июня 2010 г.). «SDO-12345: Десятилетнее исследование ледяных гигантов» (PDF) . Пресса национальных академий . Национальная академия наук . Архивировано (PDF) из оригинала 6 мая 2021 года . Проверено 22 июня 2020 г.
- ^ Мур, Джефф; Спилкер, Линда; Боуман, Джефф; Кейбл, Морган; Эджингтон, Скотт; Хендрикс, Аманда; Хофштадтер, Марк; Херфорд, Терри; Мандт, Кэтлин; МакИвен, Альфред; Пэти, Кэрол; Быстрей, Линнэ; Раймер, Эбигейл; Саянаги, Кунио; Шмидт, Бритни; Спилкер, Томас (2021). «Стратегия исследования внешних планет на 2023–2032 годы: цели и приоритеты» . Бюллетень ААС . 53 (4): 371. arXiv : 2003.11182 . Бибкод : 2021BAAS...53д.371М . дои : 10.3847/25c2cfeb.1f297498 . S2CID 214641023 . Проверено 20 апреля 2021 г.
- ^ Хендрикс, Аманда Р.; Херфорд, Терри А.; Бардж, Лаура М.; Бланд, Майкл Т.; Боуман, Джефф С.; Бринкерхофф, Уильям; Буратти, Бонни Дж.; Кейбл, Морган Л.; Кастильо-Рогез, Джули; Коллинз, Джеффри К.; Диньега, Серина; Герман, Кристофер Р.; Хейс, Александр Г.; Хёлер, Тори; Хоссейни, Сона; Хоуэтт, Карли Дж.А.; МакИвен, Альфред С.; Нейш, Кэтрин Д.; Невё, Марк; Нордхейм, Том А.; Паттерсон, Дж. Уэсли; Паттофф, Д. Алекс; Филлипс, Синтия; Роден, Алисса; Шмидт, Бритни Э.; Певица, Келси Н.; Содерблом, Джейсон М.; Вэнс, Стивен Д. (2019). «Дорожная карта НАСА к океанским мирам» . Астробиология . 19 (1): 1–27. Бибкод : 2019AsBio..19....1H . doi : 10.1089/ast.2018.1955 . ПМК 6338575 . ПМИД 30346215 . S2CID 53043052 .
- ^ Хансен-Кохарчек, Кэндис; Фильхауэр, Карл (7 июня 2021 г.). «Концептуальное исследование Triton Ocean Worlds Surveyor» (PDF) . НАСА . НАСА.
- ^ Стеккель, Аманда; Конрад, Джек Уильям; Декарске, Джейсон; Долан, Сидней; Дауни, Бринна Грейс; Фелтон, Райан; Хэнсон, Лаванда Элль; Гише, Алена; Хорват, Тайлер; Максвелл, Рэйчел; Шамуэй, Эндрю О; Сиддик, Анамика; Стром, Калеб; Тис, Бронвин; Тодд, Джессика; Трин, Кевин Т; Велес, Майкл А; Уолтер, Каллум Эндрю; Лоус, Лесли Л; Хадсон, Трой; Скалли, Дженнифер ЕС (12 декабря 2023 г.). «Научное обоснование использования Наутилуса: концепция многократных облетов Тритона» . АГУ . Проверено 11 января 2024 г.
- ^ «Летняя школа планетологии · Джейсон Декарске» . Джейсон Декарске . 19 декабря 2023 г. . Проверено 25 января 2024 г.
- ^ Браун, Дэвид В. (19 марта 2019 г.). «Спутник Нептуна Тритон является пунктом назначения предлагаемой миссии НАСА» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 21 апреля 2021 г.
- ^ Поттер, Шон (2 июня 2021 г.). «НАСА выбирает 2 миссии для изучения «затерянного обитаемого» мира Венеры» (пресс-релиз). НАСА . Проверено 2 июня 2021 г.
