Зонд входа в атмосферу Сатурна
| Тип миссии | Атмосферный зонд |
|---|---|
| Оператор | НАСА |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 30 августа 2027 г. (предлагается) |
| Облет Земли | |
| Ближайший подход | 16 июля 2030 г. (предлагается) |
| Расстояние | 300 км (190 миль) |
| Сатурна Атмосферный зонд | |
| Компонент космического корабля | Атмосферный зонд |
| Вход в атмосферу | 22 июня 2034 г. (предлагается) |
| Пролет Сатурна | |
| Компонент космического корабля | Ретрансляционный космический корабль |
| Ближайший подход | 22 июня 2034 г. (предлагается) |
| Расстояние | ≈ 100 000 км |
Зонд входа в атмосферу Сатурна — это исследование концепции миссии роботизированного космического корабля , который должен доставить одиночный зонд к Сатурну для изучения его атмосферы. Концептуальное исследование было проведено для поддержки Десятилетнего исследования планетарной науки НАСА 2010 года. [1] [2] [3]
Из-за орбит и относительного положения Сатурна и Земли запуск был предложен на 30 августа 2027 года, а прибытие - 22 июня 2034 года. [3] Миссия изучалась для Десятилетнего исследования планетарных наук НАСА. [2] [4] как возможная миссия НАСА класса New Frontiers . [1]
Обзор
[ редактировать ]
Чтобы раскрыть процессы формирования внешних планет и эволюции Солнечной системы , потребуются детальные исследования состава, структуры и динамики недр и атмосфер гигантских планет. Чтобы ограничить внутреннюю структуру газовых гигантов , потребуется сочетание как миссий по входу в атмосферу, так и дистанционного исследования планет-гигантов. [3] Миссия «Зонд входа в атмосферу Сатурна» будет состоять из космического корабля-ретранслятора и зонда. Космический корабль-ретранслятор направит зонд к Сатурну, газовому гиганту, и обеспечит ретрансляцию данных от зонда на Землю. Зонд определит структуру атмосферы, а также содержание благородных газов и изотопные соотношения водорода , углерода , азота и кислорода . [3] [2]
Цели
[ редактировать ]- определить содержание благородных газов и изотопные соотношения водорода , углерода , азота , кислорода и аргона в атмосфере Сатурна.
- определить структуру атмосферы в месте спуска зонда.
Цели уровня 2 включают в себя: [5]
- определять вертикальный профиль зональных ветров в зависимости от глубины в месте входа зонда;
- определять расположение, плотность и состав облаков в зависимости от глубины атмосферы;
- определять изменчивость структуры атмосферы и наличие облачности в локации;
- определить вертикальный профиль водности в месте спуска зонда;
- проводить прецизионные измерения изотопов легких элементов (например, S, N, O) в компонентах атмосферы.
Научная полезная нагрузка
[ редактировать ]Для достижения своих целей зонд должен иметь как минимум эти два инструмента: [3]
- ( масс-спектрометр МС); это определит содержание благородных газов и изотопные отношения H, C, N, O и Ar в атмосфере Сатурна.
- прибор для определения структуры атмосферы (ASI); Основанный на Галилео конструкции зонда , он будет состоять из трех датчиков для измерения температуры, давления и плотности.
Хронология
[ редактировать ]Запуск и траектория
[ редактировать ]Запуск предлагается провести 30 августа 2027 года. После запуска космический корабль выйдет на гелиоцентрическую орбиту и выведет на траекторию облета Земли, который предполагается осуществить 16 июля 2030 года на расстоянии 300 км. После этого космический корабль проведет 4 года в пути к Сатурну. [3]
Этап подхода и определения целевых показателей
[ редактировать ]Этот этап начнется за 8 месяцев до прибытия. Зонд отделится от космического корабля-носителя и упадет в атмосферу Сатурна. [3]
Фаза науки
[ редактировать ]За несколько часов до входа зонда должна была начаться научная фаза. Таймер событий на зонде инициирует действия, в то время как космический корабль-носитель-ретранслятор включает свой радиоприемник и поворачивается, чтобы направить антенну-ретранслятор зонда на место входа. Зонд войдет в атмосферу Сатурна со скоростью примерно 27 км/с, что меньше Галилео, скорости зонда равной 47,4 км/с. После фазы входного нагрева и торможения зонд должен был раскрыть тормозной парашют, а затем основной парашют, когда атмосферное давление достигнет 0,1 бар. При давлении 1 бар парашют будет выпущен, и спускаемый модуль продолжит свободное падение через атмосферу (возможно, со стабилизацией от другого тормозного парашюта) до номинального конца миссии, через 55 минут после входа и на глубину 250 км. Зонд будет рассчитан на давление не менее 10 бар. [3]
Нисходящая линия передачи данных, пролет Сатурна и завершение миссии.
[ редактировать ]Вскоре после завершения ретрансляции данных начнется передача данных по нисходящей линии связи. Набор данных, измеренный зондом, будет составлять примерно 2 МБ , поэтому для завершения передачи данных по нисходящей линии связи потребуется 20 минут. Космический корабль-носитель-ретранслятор пролетит мимо Сатурна на расстоянии примерно 100 мм и продолжит движение по траектории отхода от Солнца. [3]
Предложение миссии
[ редактировать ]После концептуального исследования, проведенного в поддержку Десятилетнего исследования НАСА, концепция зонда «Вход в атмосферу Сатурна» получила дальнейшее развитие в концепцию миссии, которая была предложена под названием SPRITE («Интерьер зонда Сатурна и исследователь атмосферы») в рамках НАСА «Новые рубежи». программы в 2016 году.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Биби, Рета (сентябрь 2010 г.). «Исследование торговли зондами для входа в атмосферу Сатурна» . Проверено 2 августа 2013 г. (Архивировано из оригинала).
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Сквайрс, Стив. «Видение и путешествия планетарной науки на десятилетие 2013–2022 гг.» (PDF) . Национальный исследовательский совет. Архивировано из оригинала (PDF) 14 ноября 2011 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я Исследование миссии зонда входа в атмосферу Сатурна (PDF) . Десятилетний обзор планетарной науки (2010 г.). Десятилетний обзор НАСА и планетарной науки. Апрель 2010 года.
- ^ Планетарное десятилетнее исследование Совета космических исследований NRC: « Видение и путешествия планетарной науки на десятилетие 2013–2022 годов » (PDF) . National Academies Press, 7 марта 2011 г.
- ^ Научная ценность миссии атмосферного зонда Сатурна . (PDF) Д. Х. Аткинсон. НАСА, 2012.
