Межзвездный зонд (космический корабль)
 Художественная визуализация Межзвездного зонда (антенны плазменных волн выходят далеко за пределы показанной части) | |
| Тип миссии | Исследование внешней планетарной, гелиосферной и межзвездной среды |
|---|---|
| Оператор | НАСА / Лаборатория прикладной физики Джона Хопкинса |
| Веб-сайт | межзвездный зонд |
| Свойства космического корабля | |
| Стартовая масса | 860 кг (1900 фунтов) |
| Власть | 470 Вт (при запуске) |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 2036 |
| Ракета | Система космического запуска Блок 2 |
| Облет Юпитера | |
| Ближайший подход | 2037 |
| Расстояние | ~4 000 км |
Межзвездный зонд ( ISP ) — предложенный НАСА космический зонд, предназначенный для исследования и определения характеристик гелиосферы и межзвездного пространства . Первоначально исследование было предложено в 2018 году НАСА для Лаборатории прикладной физики . Базовый запуск запланирован на период между 2036 и 2041 годами. [1] Зонд должен был выйти по прямой гиперболической траектории к встрече с Юпитером через шесть-семь месяцев, после чего зонд будет двигаться со скоростью около 6–7 астрономических единиц (900 000 000–1,05 × 10 9 километров) в год, покинув гелиосферу всего через 16 лет. [2]
У зонда может быть возможность встретить на своем пути малые планеты, включая Оркус и Квавар , хотя такие пролеты потребуют определенных дат запуска. (РТГ) следующего поколения Благодаря радиоизотопным термоэлектрическим генераторам миссия будет рассчитана на более чем 50 лет после запуска. Аналогичный результат был достигнут зондами « Вояджер-1» и «Вояджер -2» , несмотря на их предполагаемый пятилетний срок службы. Миссия получила название « Вояджер на стероидах». [2]
Предыстория миссии
[ редактировать ]Межзвездные зонды, такие как программа «Вояджер», создавались только с намерением посетить внешние планеты, а дополнительная межзвездная миссия была просто бонусом. Никогда не предполагалось, что их продолжительность жизни превысит 12 лет, но на данный момент зонды просуществовали более четырех десятилетий. Оба «Вояджера» покинули гелиосферу в 2010-х годах; «Вояджер-1» в 2012 году. [3] и 2 в 2018 году. [4]
Хотя их показания были ценными, многие из их приборов были отключены из-за отсутствия питания в их РИТЭГах. Кроме того, ни один из них не движется к ленте IBEX, области, открытой межзвездным исследователем границ , где энергичные нейтральные атомы (ENA), по-видимому, сильно влияют на гелиосферу и способны прорывать ее с беспрецедентной скоростью. [5]
Основные научные цели
[ редактировать ]Основные цели межзвездной миссии включают характеристику гелиосферы как обитаемой астросферы по ее глобальной природе, ее взаимодействию с Солнцем и межзвездной средой, а также природе указанной межзвездной среды. Аналогичные цели могут включать в себя рассмотрение Солнца как обитаемой экзопланетной системы из-за пределов Земли с потенциальными пролетами мимо гигантских или карликовых планет по пути в зависимости от выбранной даты запуска, а также понимание Вселенной из-за пределов гелиосферы. [1]
Научные инструменты
[ редактировать ]Зонд будет содержать две разные научные полезные нагрузки, обе весом около 85–90 кг (187–198 фунтов). Один будет отдавать приоритет науке Лайман-альфа , тогда как другой будет отдавать приоритет видимым и инфракрасным изображениям пролетающих целей. [1] Полезные нагрузки, выделенные красным, относятся только к базовой полезной нагрузке. Приборы зеленого цвета предназначены для увеличенной полезной нагрузки облета.
| Инструмент (сокр.) | Размер, дальность, разрешение | Наследство |
|---|---|---|
| Магнитометр (МАГ) | Электромагнитное излучение : 0,01–100 нТл | Магнитосферный мультимасштаб: DFG |
| Плазменные волны (ПВС) | Наблюдения плазменных волн: ~1 Гц – 5 МГц, ≤0,7 мкВ/м при 3 кГц, ∆f/f ≤ 4%, полный спектр ≤60 с | Ван Аллен : EFW |
| Плазменная подсистема (PLS) | Ионный спектрометр: от < 3 эВ/э до 20 кэВ/э | Солнечный зонд Паркер : SWEAP , Span-A |
| Подхватывающие ионы (PUI) | Счетчик ионов: 0,5–78 кэВ/э. | Улисс : SWICS |
| Энергетические частицы (EPS) | Ионизационный анализ: 20 кэВ – 20 МэВ | Солнечный зонд Паркер: IS☉IS , EPI-Lo |
| Космические лучи (CRS) | Анализ космических лучей: от H до Sn; 10 МэВ/ядер – 1 ГэВ/ядер | Солнечный зонд Паркер: IS☉IS, EPI-Hi |
| Анализатор межзвездной пыли (IDA) | Анализ пыли: 10 −19 до 10 −14 г | Межзвездное картографирование и зонд ускорения : IDEX |
| Нейтральный масс-спектрометр (НМС) | ЧАС, 3 Он , 4 Он , 14 Н , 16 ТО , 20 Ne , 22 Ne , 36 С , 38 С , м/Δm ≥ 100 | Исследователь ледяных лун Юпитера : NMS |
| Устройство визуализации энергетических нейтральных атомов (ENA) | Изображения излучения энергичных нейтральных атомов; ~1–100 кэВ·Г | Межзвездное картографирование и зонд ускорения: IMAP-Ultra |
| Лайман-Альфа-спектрограф (ЛИА) | Картирование взаимодействия солнечного ветра с межзвездной средой: Доплеровский диапазон ±100 км/с, разрешение <10 км/с | ЖЕЛУДОК : IUVS |
| Видимый ближний ИК (ВИР) | Облет изображения: 0,4–4 мкм; ≥ 5 ч. ≤0,975 мкм >240 гл. >0,975 мкм | Новые горизонты : Ральф |
| Сопоставитель видимого ИК-изображения (IRM) | Инфракрасное картографирование: 0,5–15 мкм 30–100 мкм | Новые горизонты : LEISA, CIBER-2 |
Операции миссии
[ редактировать ]
Запуск и траектории
[ редактировать ]Базовый запуск запланирован на 2036 год с использованием системы космического запуска в конфигурации блока 2, включающей дополнительный ускоритель Centaur и Star 48 BV. Этот запуск выведет зонд на прямую траекторию к Юпитеру, и всего через семь месяцев зонд с помощью гравитации разгонится до скорости около 95 км/с (около 216 000 миль в час). [1] Альтернативные траектории включают использование ракеты-носителя Star 48 для сжигания при максимальном приближении; одна траектория, включающая в себя горение Юпитера с немного более длительным временем прохождения, а другая с примерно таким же временем прохождения, но проходящая впереди Юпитера для погружения вниз рядом с Солнцем для еще более быстрой траектории ухода. [1]
Были рассмотрены дополнительные варианты траектории, в том числе выполнение облетов Сатурна , Урана или Нептуна в зависимости от даты запуска, чтобы помочь охарактеризовать формирование планет и дополнить недостающие наборы данных, а также карликовых планет, чтобы помочь охарактеризовать их, как это сделал «Новые горизонты » в 2015 году во время облета Плутона. . [1]
См. также
[ редактировать ]- Shensuo — пара зондов, предложенная Китаем для исследования внешней части Солнечной системы и гелиосферы.
- «Новые горизонты» — миссия НАСА, пролетающая мимо Плутона , в настоящее время направляющаяся для исследования межзвездной среды.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж МакНатт, Ральф; Пол, Майкл; Брандт, Понт; Киннисон, Джим. «Межзвездный зонд: Путешествие человечества в межзвездное пространство» (PDF) . Межзвездный зонд . Лаборатория прикладной физики Джона Хопкинса . Проверено 23 декабря 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Стоун, Ричард (28 июля 2022 г.). « Вояджер на стероидах». Миссия должна была исследовать загадочный регион за пределами нашей Солнечной системы» . Наука . дои : 10.1126/science.ade1070 . Проверено 15 августа 2022 г.
- ^ «Межзвездная миссия» . НАСА Лаборатория реактивного движения . Проверено 24 августа 2020 г.
- ^ Университет Айовы (4 ноября 2019 г.). «Вояджер-2 достиг межзвездного пространства – прибор под руководством Айовы обнаружил скачок плотности плазмы, подтверждая, что космический корабль вошел в царство звезд» . ЭврекАлерт! . Проверено 4 ноября 2019 г.
- ^ Болдуин, Эмили (15 октября 2009 г.). «IBEX наносит на карту края Солнечной системы» . Астрономия сейчас. Архивировано из оригинала 21 сентября 2016 года . Проверено 14 августа 2016 г.
Эта статья включает общедоступные материалы с веб-сайтов или документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .
