ОКЕАН
 | |
| Тип миссии | Разведка |
|---|---|
| Оператор | НАСА / Лаборатория реактивного движения |
| Продолжительность миссии | ≥1,5 лет [ 1 ] |
| Свойства космического корабля | |
| Стартовая масса | ≈3939 кг |
| BOL mass | ≈2000 кг [ 1 ] |
| Сухая масса | ≈1110 кг |
| Власть | 290 Вт [ 1 ] |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 2030 г. (рекомендуется) |
| Ракета | Атлас V 511 или SLS |
| Урана Орбитальный аппарат | |
| Орбитальное введение | 2041 |
| Орбиты | ≥14 (предлагается) [ 1 ] |
OCEANUS ( Происхождение и состав экзопланетной аналоговой системы Урана ) — это концепция миссии, задуманная в 2016 году и представленная в 2017 году в качестве потенциального будущего участника миссии программы New Frontiers на планету Уран . [ 2 ] [ 1 ] Концепция была разработана студентами факультета астронавтики Университета Пердью во время Летней школы планетарных наук НАСА/Лаборатории реактивного движения в 2017 году. OCEANUS — это орбитальный аппарат, который позволит детально изучить структуру магнитосферы и внутреннюю структуру планеты, что было бы невозможно с помощью облетной миссии. [ 2 ]
Учитывая необходимость развития технологий и динамики планетарных орбит, концепция предполагает запуск в августе 2030 года на ракете Atlas V 511 и выход на орбиту Урана в 2041 году. [ 1 ]
Обзор
[ редактировать ]
По данным Кеплера, планеты размером с ледяные гиганты являются наиболее распространенным типом планет . Немногие данные, доступные об Уране , ледяной планете-гиганте, получены в результате наземных наблюдений и одного пролета космического корабля "Вояджер-2" , поэтому его точный состав и структура практически неизвестны, как и его внутренний тепловой поток, а также причины его уникальные магнитные поля и экстремальный осевой наклон или наклон, [ 1 ] что делает его привлекательной целью для исследований согласно данным «Десятилетного исследования планетарной науки» . [ 2 ] [ 3 ] Основными научными целями OCEANUS являются изучение внутренней структуры Урана, магнитосферы и атмосферы Урана . [ 1 ]
Требуемый бюджет миссии оценивается в 1,2 миллиарда долларов. [ 1 ] Концепция миссии не была официально предложена программе НАСА «Новые рубежи» для оценки и финансирования. Миссия названа в честь Океана , греческого бога океана; он был сыном греческого бога Урана . [ 4 ]
Мощность и тяга
[ редактировать ]Поскольку Уран чрезвычайно удален от Солнца (20 а.е. ) и полагаться на солнечную энергию за пределами Юпитера невозможно, орбитальный аппарат предлагается оснащать тремя многоцелевыми радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (MMRTG). [ 2 ] [ 1 ] разновидность радиоизотопного термоэлектрического генератора . НАСА располагает достаточным количеством плутония, чтобы питать еще три MMRTG, подобных тому, который используется марсоходом Curiosity . [ 5 ] [ 6 ] Один из них уже задействован в марсоходе «Марс 2020» . [ 5 ] Двое других не были назначены на какую-либо конкретную миссию или программу. [ 6 ] и может быть доступен к концу 2021 года. [ 5 ] Вторым возможным вариантом питания космического корабля, отличным от ритэга с плутониевым двигателем, может быть небольшой ядерный реактор, работающий на уране, такой как система Kilopower, разрабатываемая с 2019 года.
Траектория к Урану потребует помощи гравитации Юпитера , но, по расчетам, такое выравнивание будет редким в 2020-х и 2030-х годах, поэтому окна запуска будут скудными и узкими. [ 2 ] Для решения этой проблемы планируются две гравитационные поддержки а также использование солнечно-электрической тяги в пределах 1,5 а.е. Венеры (в ноябре 2032 г. и августе 2034 г.) и одна гравитационная поддержка Земли (октябрь 2034 г.) , [ 1 ] Научный этап будет проходить с высокоэллиптической орбиты и совершить минимум 14 витков. [ 1 ] Если запуск состоится в 2030 году, то достижение Урана произойдет 11 лет спустя, в 2041 году. [ 1 ] и для вывода на орбиту он будет использовать два двухкомпонентных двигателя . [ 1 ]
В качестве альтернативы ракету SLS можно было бы использовать для более короткого полета. [ 7 ] но это приведет к увеличению скорости сближения, что затруднит выведение на орбиту , тем более что плотность атмосферы Урана неизвестна, чтобы планировать безопасное аэроторможение . [ 6 ]
Полезная нагрузка
[ редактировать ]
Научная полезная нагрузка массой 12,5 кг будет включать в себя инструменты для детального изучения магнитных полей и определения глобального гравитационного поля Урана : [ 2 ] [ 1 ]
- UMAG (Урановый магнитометр) – это магнитометр для изучения магнитосферы и ограничения моделей генерации динамо .
- GAIA (Антенна для измерения гравитации и атмосферы) - она будет использовать бортовую антенну связи, передающую сигналы как в диапазоне X , так и на частотах диапазона Ka для радионауки, что позволит составить карту глобального гравитационного поля Урана.
- UnoCam (Juno Cam Урана) - это цветная камера видимого света для обнаружения навигационных опасностей в кольцевой системе Урана и предоставления контекстных и панорамных изображений.
- УРСУЛА (Понимание реальной структуры Уранской лаборатории атмосферы) - атмосферный зонд, который будет сброшен в атмосферу Урана непосредственно перед выходом на орбиту. Он спустится на парашюте и измерит содержание благородных газов , соотношение изотопов , температуру, давление, вертикальные профили ветра, состав и плотность облаков. [ 2 ] с помощью масс-спектрометра , прибора для определения структуры атмосферы, нефелометра и сверхстабильного генератора. Общая масса инструментов зонда составляет около 127 кг. [ 1 ]
См. также
[ редактировать ]- Предложения миссии на Уран
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п Брэмсон, AM; Старейшина, CM; Блюм, Л.В.; Чилтон, Х.Т; Чопра, А; Чу, С; Дас, А; Дельгадо, А; Фултон, Дж; Йозвяк, Л; Хаят, А; Лэндис, МЭ; Моларо, Дж. Л.; Слипски, М; Валенсия, С; Уоткинс, Дж; Янг, CL; Бадни, CJ; Митчелл, К.Л. (2017). «ОКЕАН: исследование концепции орбитального корабля Урана, проведенное Летней школой планетарных наук НАСА/Лаборатории реактивного движения 2016 года». 48-я конференция по наукам о Луне и планетах . 48 (1964): 1583. Бибкод : 2017LPI....48.1583B .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Старейшина, CM; Брэмсон, AM; Блюм, Л.В.; Чилтон, Х.Т; Чопра, А; Чу, С; Дас, А; Дэвис, А; Дельгадо, А; Фултон, Дж; Йозвяк, Л; Хаят, А; Лэндис, МЭ; Моларо, Дж. Л.; Слипски, М; Валенсия, С; Уоткинс, Дж; Янг, CL; Бадни, CJ; Митчелл, К.Л. (2017). «Новые миссии класса Frontiers к ледяным гигантам». Семинар «Планетологическая перспектива 2050» . 1989 : 8147. Бибкод : 2017LPICo1989.8147E .
- ^ «Рекомендуются бережливые миссии США на Марс и спутник Юпитера» . 7 марта 2011 года . Рейтер. 8 марта 2011 г.
- ^ ОКЕАН: Концептуальное исследование (PDF) - плакат. 2017.
- ^ Jump up to: а б с Леоне, Дэн (11 марта 2015 г.). «Запасы плутония в США пригодны для создания еще двух ядерных батарей после Марса 2020 года» . Космические новости . Проверено 12 марта 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с Мур, Трент (12 марта 2015 г.). «НАСА может изготовить еще только три батареи, подобные той, которая питает марсоход» . Бластр . Архивировано из оригинала 14 марта 2015 года . Проверено 13 марта 2015 г.
- ^ Мэнселл, Дж; Коленчерри, Н.; Хьюз, К; Арора, А; Чи, HS; Коулман, К; Эллиотт, Дж; Фултон, С; Хобар, Н.; Либбен, Б; Лу, Ю; Миллейн, Дж; Мудек, А; Подеста, Л; Пуплин, Дж.; Сибата, Э; Смит, Дж; Тэкетт, Б; Укай, Т; Витсбергер, П; Сайкиа, С. (2017). «Океан: концепция флагманской миссии с несколькими космическими кораблями для исследования Сатурна и Урана». Достижения в космических исследованиях . 59 (9): 2407–33. Бибкод : 2017AdSpR..59.2407M дои : 10.1016/j.asr.2017.02.012 .
