Тяньвэнь-4
| Тип миссии | Орбитальный аппарат Юпитера и Каллисто Пролет Урана |
|---|---|
| Оператор | CNSA |
| Свойства космического корабля | |
| Производитель | БРОСАТЬ |
| Стартовая масса | Всего: 5000 кг (11000 фунтов) [ 1 ] Орбитальный аппарат Юпитер-Каллисто: 4000 кг (8800 фунтов) Межпланетный пролетный зонд: 1000 кг (2200 фунтов) |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | Сентябрь 2029 г. (предлагается) [ 2 ] |
| Ракета | Длинное 5 марта |
| Запуск сайта | Вэньчан |
| Облет Венеры (гравитационная помощь) | |
| Ближайший подход | Апрель 2030 г. (предлагается) |
| Облет Земли (гравитационная помощь) | |
| Ближайший подход | Февраль 2031 г. (предлагается) |
| Облет Земли (гравитационная помощь) | |
| Ближайший подход | Май 2033 г. (предлагается) |
| Юпитера Орбитальный аппарат | |
| Орбитальное введение | Декабрь 2035 г. (предлагается) [ 3 ] |
| Орбитальный вылет | Февраль 2038 г. (предлагается) |
| Каллисто Орбитальный аппарат | |
| Орбитальное введение | Февраль 2038 г. (предлагается) [ 4 ] |
| Облет Урана (Межпланетный пролетный зонд) | |
| Ближайший подход | Март 2045 г. (предлагается) [ 3 ] |
Тяньвэнь-4 ( китайский : 天文四号 ), ранее известный как Ган Де ( китайский : Ган Де ), [ 5 ] Это запланированная китайская межпланетная миссия по изучению системы Юпитера , возможно, совместная запуск с космическим кораблем, который пролетит мимо Урана . [ 6 ]
Обзор
[ редактировать ]Цели запланированной миссии «Тяньвэнь-4 Юпитер» включают: изучение взаимодействия между магнитными полями и плазмой, присутствующей в системе Юпитера, изучение изменений состава атмосферы Юпитера, исследование внутренних структур и характеристик поверхности Ганимеда или Каллисто. , а также исследование космической среды вокруг вышеупомянутых галилеевых спутников . [ 7 ]
По сообщениям западных СМИ, по состоянию на январь 2021 года существует два конкурирующих профиля миссии. [update]: «Орбитальный аппарат Юпитер Каллисто» (JCO) и «Обозреватель системы Юпитер» (JSO). [ 5 ] «JCO» будет включать в себя космический корабль, который пролетит мимо нерегулярных спутников Юпитера , прежде чем он выйдет на полярную орбиту вокруг Каллисто ; этот профиль миссии также может включать посадочный модуль Каллисто. Напротив, профиль миссии «JSO», хотя и во многом схожий с профилем миссии «JCO», предполагает отказ от попыток космического корабля выйти на орбиту Каллисто и вместо этого сосредоточится на более интенсивных исследованиях галилеевой луны Ио (профиль миссии «JSO» также, похоже, не включает в себя посадочный модуль, хотя он может включать отправку космического корабля в точку L1 Солнце-Юпитер по завершении его путешествия по системе Юпитера). Наконец, презентации китайских исследователей предполагают, что миссия «Тяньвэнь-4 на Юпитер» может включать в себя дополнительный зонд, который пролетит мимо Урана где-то после 2040 года. [ 8 ] По состоянию на декабрь 2023 года, похоже, был выбран профиль JCO, а также пролет вокруг Урана. [ 9 ]
Первоначальное название этой миссии отсылало к китайскому астроному четвертого века до нашей эры Ган Де , который проводил первые наблюдения за планетами и, по общему мнению, первым наблюдал галилеевы спутники . невооруженным глазом [ 5 ]
Фон
[ редактировать ]15 октября 2003 года CNSA запустило первую в Китае независимую пилотируемую орбитальную миссию ; впоследствии он провел успешные автоматические лунные орбитальные миссии ( Чанъэ-1 и Чанъэ-2 ) и роботизированный лунный посадочный модуль/вездеход ( Чанъэ-3 ). В надежде развить эти достижения, CNSA начало рассматривать более амбициозные межпланетные миссии в 2020-х годах и в последующий период. В 2018 году Пэй Чжаоюй, заместитель директора Центра исследования Луны и космических программ CNSA, заявил, что Китай планирует провести четыре крупных межпланетных миссии до конца 2020-х годов; [ 10 ] Четыре миссии включают миссию на Марс ( Тяньвэнь-1 ), главного пояса миссию по возврату образцов кометы и астероидов ( Тяньвэнь-2 ), миссию по возврату образцов с Марса ( Тяньвэнь-3 ) и миссию по системе Юпитера. По состоянию на начало 2021 года вышеупомянутые профили миссий JCO и JSO конкурируют за реализацию в качестве миссии системы Юпитер «Тяньвэнь-4» . [ 5 ]
Возможный график миссии
[ редактировать ]Одна из возможных траектории и графика миссии Земля-Юпитер была представлена на заседаниях Генеральной ассамблеи EGU в 2020 году . [ 11 ] Согласно этому сценарию, зонд «Тяньвэнь-4» будет запущен в сентябре 2029 года. [ 2 ] провести облет Венеры шесть месяцев спустя, в апреле 2030 года, [ а ] затем продолжите встречу с Землей дважды (первая встреча произошла в феврале 2031 г. [ б ] и второй в мае 2033 г. [ с ] ). Прежде чем прибыть к Юпитеру, субзонд отделится от основного зонда и продолжит свой путь к Урану для облета в марте 2045 года. [ 1 ] [ 3 ]
Основной зонд выйдет на орбиту Юпитера в декабре 2035 года. После 1 или 2 проходов торможения зонд будет оставаться на большой эллиптической орбите вокруг Юпитера с периодом 30 дней, совершая облёты спутников неправильной формы. [ 9 ] Он совершит 10 витков в течение примерно года, прежде чем вступит во вторую фазу с двумя гравитационными помощь Каллисто. В феврале 2038 года «Тяньвэнь-4» выйдет на орбиту вокруг Каллисто высотой 300 км и орбитальным периодом 17,7 часов, после чего будет выпущен ударный зонд для удара по поверхности Каллисто. [ 4 ] [ 3 ]
Архитектура миссии
[ редактировать ]По состоянию на 2021 год один из двух следующих профилей миссий (JCO и JSO), вероятно, будет напоминать окончательную архитектуру миссии:
Орбитальный аппарат Юпитера Каллисто (JCO)
[ редактировать ]JCO пролетит мимо нескольких нерегулярных спутников Юпитера, прежде чем выйти на полярную орбиту вокруг Каллисто . Этот сценарий включает в себя возможный посадочный модуль, который, как и лунные посадочные модули «Чанъэ», обеспечит беспрецедентное понимание формирования и эволюции Луны. Каллисто — самая дальняя из четырех галилеевых лун. Его внутренняя часть меньше нагревается из-за гравитации других лун и Юпитера. Вероятно, он образовался из остатков материала Юпитера и с тех пор в основном бездействовал, и только удары астероидов изменили его поверхность. Таким образом, Луна сохраняет историю ранней системы Юпитера и Солнечной системы в целом для изучения посадочным модулем. Каллисто также имеет тонкую атмосферу с небольшим количеством кислорода, что увеличивает ее научную привлекательность, несмотря на то, что она менее гламурна, чем другие подземные океанские спутники Европа и Ганимед, а также изменчивая и активная Ио. Каллисто также является наименее сложной луной Юпитера для посадки. Космическому кораблю требуется меньше топлива, чтобы добраться до него, и он находится за пределами интенсивного радиационного поля Юпитера. Это обоснование того, что Каллисто является основной целью миссии. JCO также включает в себя вторичный космический корабль, который будет самостоятельно лететь навстречу и сталкиваться с Уран где-то в конце 2040-х годов. [ 5 ]
Наблюдатель систем Юпитера (JSO)
[ редактировать ]JSO заменит возможную посадку Каллисто на углубленное исследование спутника Юпитера Ио . Космический корабль совершит несколько облетов Ио, изучая, как гравитация Юпитера притягивает Луну, обеспечивая ее вулканическую активность. JSO также будет изучать массу, плотность, динамику, химический и изотопный состав спутников неправильной формы и даст представление об этих уникальных остатках формирования Юпитера. В качестве опции JSO может запустить один или несколько небольших спутников для проведения многоточечных исследований динамики магнитосферы Юпитера.
В конце своего путешествия JSO может быть отправлен на орбиту точки L1 Солнце-Юпитер, где гравитация планеты уравновешивается гравитацией Солнца таким образом, что космический корабль может оставаться там в течение длительных периодов времени. С этой уникальной точки, куда никогда не заходил ни один космический корабль, JSO могла наблюдать за солнечным ветром за пределами магнитного поля Юпитера и наблюдать издалека спутники Юпитера неправильной формы. [ 11 ]
Инструменты миссии
[ редактировать ]Потенциальные научные инструменты для миссии «Тяньвэнь-4» обсуждались во время сессии Генеральной ассамблеи Европейского союза геонаук 2020 года , которая состоялась в мае 2020 года. Возможные инструменты были разделены на четыре пакета полезной нагрузки, предназначенные для решения двух основных целей миссии. : отвечаем на вопросы по формированию и текущей "работе" [ д ] системы Юпитера (фактический выбор инструментов будет зависеть от того, выбран ли JCO или JSO в качестве профиля миссии.) Четыре пакета полезной нагрузки: (A) анализаторы плазмы и пыли, (B) многоволновые спектроскопические инструменты, (C) анализаторы геологии/гляциологии/геохимии и (D) радио/оптические линии связи и радионаучные приборы. [ 11 ]
Пакет анализаторов плазмы и пыли
[ редактировать ]- Термоплазменный спектрометр (от 100 эВ до 100 кэВ)
- Детектор заряженных частиц высоких энергий и анализатор энергичных нейтральных атомов (ENA)
- Ионный и нейтральный масс-спектрометр
- Магнитометр
- Радио- и плазменно-волновой спектрометр
- Детектор космической пыли с масс-спектрометром
Пакет многоволновой визуализации/спектроскопии
[ редактировать ]- Камера формирования изображений видимого диапазона волн
- Сканер/спектрометр ближнего инфракрасного диапазона
- Радиометр/спектрометр дальнего инфракрасного/субмиллиметрового диапазона волн
- Ультрафиолетовый имидж-сканер/спектрометр
Пакет анализаторов геологии/гляциологии/геохимии
[ редактировать ]- Масс-спектрометр с высоким массовым разрешением и большим массовым диапазоном.
(подача от системы отбора проб с поверхности льда и от пиролизера [для огнеупорного компонента])
Радио + оптическая линия связи + радионаучный пакет
[ редактировать ]- Радиолиния передачи/приема на Землю для доплеровского слежения и измерений затмения
- Межплатформенная радиосвязь для дополнительного доплеровского слежения и измерений затмений
- Астрометрический эксперимент «ПРАЙД» ( с очень длинной базой ) интерферометрическое отслеживание каждого элемента полета
- Альтиметр (с точностью до метра)
Примечания
[ редактировать ]- ^ Ожидается, что максимальное расстояние до Венеры составит около 6011 километров.
- ^ Максимальное сближение с Землей: 5482 километра.
- ^ Расстояние до Земли: 1386 километров.
- ^ Они включают процессы передачи энергии в системе Юпитера, такие как приливная передача и рассеивание гравитационной энергии между планетой, лунами, плазменным тором и всей магнитосферой.
См. также
[ редактировать ]- Галилей (космический корабль)
- Юнона (космический корабль)
- Исследователь ледяных лун Юпитера
- Европа Клипер
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Тянь Байи, Чжан Лэй, Чжоу Вэньян, Чжу Аньвэнь (февраль 2018 г.). «Исследование конструкции множественных заимствованных орбит полета для галактики Юпитер и обнаружения межпланетных пролетов» (на упрощенном китайском языке). Архивировано из оригинала в 2021 г. 9 октября Проверено 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б CNSA Watcher [@CNSAWatcher] (23 декабря 2023 г.). «Тяньвэнь-4», стартующий в сентябре 2029 года, отправится к Юпитеру с помощью гравитации Венеры и Земли. Планируя захват Юпитера к декабрю 2035 года и облет Урана в марте 2045 года, миссия включает в себя два зонда: один исследует систему Юпитера, а другой пролетит мимо Урана». ( Твит ) – через Твиттер .
- ^ Перейти обратно: а б с д Эндрю Джонс (21 декабря 2023 г.). «Планы Китая по исследованию внешней части Солнечной системы» . Планетарное общество . Проверено 27 декабря 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б Чжан Лэй, Тянь Байи, Чжоу Вэньян, Тянь Дай, Чжу Аньвэнь (28 февраля 2018 г.) «Исследование конструкции многоцелевой орбиты галактики Юпитер» (на упрощенном китайском языке, 2018, 27 (). 01): 31-36 Проверено 7 января 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Джонс, Эндрю (12 января 2021 г.). «Миссия Китая на Юпитер может включать в себя посадку Каллисто» . Планетарный.орг . Проверено 1 мая 2021 г.
- ^ Эндрю Джонс опубликован (22 сентября 2022 г.). «Китай хочет исследовать Уран и Юпитер с помощью двух космических аппаратов на одной ракете» . Space.com . Проверено 28 сентября 2022 г.
- ^ Сюй, Линь; Цзоу, Юнляо; Цзя, Инчжуо (2018). «Планы Китая по исследованию глубокого космоса и освоению Луны до 2030 года» (PDF) . Китайский журнал космической науки . 38 (5): 591–592. Бибкод : 2018ChJSS..38..591X . дои : 10.11728/cjss2018.05.591 . S2CID 256881663 .
- ^ Джонс, Эндрю (14 июля 2017 г.). «Марс, астероиды, Ганимед и Уран: план Китая по освоению дальнего космоса до 2030 года и далее» . Найдите информацию о Китае . Архивировано из оригинала 1 января 2022 года . Проверено 1 мая 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Планы Китая по исследованию внешней части Солнечной системы» . ЕИН Прессвайр . 21 декабря 2023 г. Проверено 24 января 2024 г.
- ^ «Китай наметил дорожную карту освоения дальнего космоса – Синьхуа | English.news.cn» . www.xinhuanet.com . Архивировано из оригинала 25 апреля 2018 года . Проверено 2 мая 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Блан, Мишель; Ван, Чи; Ли, Лей; Ли, Минтао; Ван, Линхуа; Ван, Юмин; Ван, Юсянь; Цзун, Цюган; Андре, Николя; Мусис, Оливье; Хестроффер, Дэниел (01 мая 2020 г.). «Ган Де: научные цели и сценарии миссии Китая в систему Юпитера» . Тезисы докладов Генеральной Ассамблеи ЕГУ . 22 : 20179. Бибкод : 2020EGUGA..2220179B . doi : 10.5194/egusphere-egu2020-20179 . S2CID 235015121 .
