Орбитальный аппарат Jupiter Icy Moons - Jupiter Icy Moons Orbiter

Для одноименного космического корабля ЕКА см. Юпитер Ледяной Исследователь Луны.
Представление художников о Орбитальный аппарат Jupiter Icy Moons

В Орбитальный аппарат Jupiter Icy Moons (ДЖИМО) был предложен НАСА космический корабль предназначен для исследования ледяной спутники Юпитера. Основная цель была Европа, где океан жидкой воды может содержать инопланетную жизнь. Ганимед и Каллисто, которые, как теперь полагают, имеют жидкие соленые океаны под их ледяной поверхностью, также были объектами интереса для зонда.

Космический корабль JIMO

Взгляд Джимо вперед

JIMO должен был обладать большим количеством революционных функций. Во время своего основного путешествия к спутникам Юпитера он должен был приводиться в движение ионный двигатель систему через Электродвигатель большой мощности или двигатель NEXIS, и приводимый в движение небольшой реактор деления.A Брайтон Система преобразования энергии преобразует тепло реактора в электричество. Обеспечивает в тысячу раз большую электрическую мощность, чем обычные солнечный - или же радиоизотопный термоэлектрический генератор (RTG), реактор, как ожидалось, откроет возможности, такие как полет полномасштабного ледового радар система и обеспечивающая сильную широкополосную данные передатчик.

Использование электрической тяги (8 ионных двигателей, плюс Подруливающие устройства холла различных размеров) позволят выходить на орбиты вокруг спутники Юпитера, создавая более подробные окна для наблюдения и картирования, чем те, которые существуют у нынешних космических аппаратов, которые должны совершать короткие пролетные маневры из-за ограниченного количества топлива для маневров.

Конструкция предусматривала размещение реактора в носовой части космического корабля за мощным радиация щит, защищающий чувствительное оборудование космического корабля. Реактор будет включен только после того, как зонд будет удален от околоземной орбиты, так что количество радионуклиды то, что необходимо вывести на орбиту, сведено к минимуму. Эта конфигурация считается менее рискованной, чем РИТЭГи использовался в предыдущих миссиях на внешний Солнечная система.

В Миссия Europa Lander предложил включить в состав JIMO небольшой спускаемый аппарат Europa с ядерной установкой. Он будет путешествовать с орбитальным аппаратом, который также будет выполнять функцию ретранслятора связи с Землей.[1] Это расследует Европу обитаемость и оценить его астробиологический потенциал путем подтверждения существования и определения характеристик воды внутри и под ледяной оболочкой Европы.[2]

Northrop Grumman была выбрана 20 сентября 2004 г. для заключения контракта на предварительное проектирование на сумму 400 миллионов долларов США, что превосходит Локхид Мартин и Боинг IDS. Контракт должен был действовать до 2008 года. Отдельные контракты, касающиеся строительства и отдельных приборов, должны были быть заключены позднее.

Эскизные проектные спецификации

Испытание ионного двигателя NEXIS (2005 г.)
Испытание ионного двигателя HiPEP (2003 г.)
  • Полная масса на околоземной орбите: 36 375 кг
  • Масса ксенонового топлива: 12000 кг.
  • Масса реакторного модуля: 6 182 кг (мощность 200 кВтэ)
  • Сухая масса модуля КА: 16 193 кг.
  • Масса научной полезной нагрузки: 1500 кг.
  • Электрические турбогенераторы: кратные 104 кВт (440 В переменного тока)
  • Развертываемый радиатор: площадь 422 м²
  • Электрические ионные двигатели Herakles: несколько высокоэффективных 30 кВт, удельный импульс 7000 с (69 кН · с / кг)
  • Двигатели Холла: большая мощность, большая тяга
  • Линия связи: 10 Мбит / с (4 × 250 Вт TWTA)
  • Развернутый размер: длина 58,4 м × ширина 15,7 м
  • Размер в походном состоянии: длина 19,7 м × ширина 4,57 м
  • Срок службы проекта: 20 лет
  • Дата запуска: 2017 г.
  • Ракета-носитель: Дельта IV Тяжелый
  • Стоимость: 16 миллиардов долларов без учета запуска [3]

Ядерная двигательная установка

В миссию JIMO было предложено включить ядерная электрическая силовая установка система для длительной миссии, с мощностью, обеспечиваемой небольшой 200 кВт система питания деления. Программа ядерных двигательных установок велась с 2003 по 2005 годы филиалом Военно-морских реакторов DOE.[4]

Предлагаемая конструкция системы была газоохлаждаемый реактор и Брайтон преобразование мощности для выработки пиковой мощности 200 киловатт в течение длительного срока службы JIMO.[4]

Профиль миссии

Концепция миссии Europa Lander примерно 2005 г. (НАСА )

На май 2015 г. были запланированы три запуска на НОО для сборки двух переходных ступеней и зонда. Этапы перехода были предназначены для запуска станции по ее траектории к Юпитеру в период запуска с конца октября 2015 года до середины января 2016 года.

В течение первого месяца полета основные конструкции зонда будут развернуты, ядерный реактор приведен в действие, а двигатели испытаны. Межпланетный полет должен был продлиться до апреля 2021 года (ионные двигатели должны были работать две трети времени).

Как только зонд окажется в зоне влияния Юпитера, навигация станет более сложной и трудной. Зонд должен будет использовать гравитационные маневры для выхода на орбиту.

Зонд изучил бы Каллисто а потом Ганимед по три месяца каждый, и наконец Европа на один месяц (исследования Ио также планировались, когда орбитальные условия были бы благоприятными).

По окончании миссии в сентябре 2025 года аппарат должен был оставаться на стабильной орбите вокруг Европы.

Аннулирование

В связи с изменением приоритетов на НАСА В 2005 году проект лишился финансирования, что привело к отмене миссии JIMO. Среди прочего, предложенная ядерная технология была сочтена слишком амбициозной, как и архитектура многоцелевых запусков и сборки на орбите.[5]Инженеры Лаборатории реактивного движения с JIMO были уволены или переназначены весной и летом 2005 года.[нужна цитата ]

В результате изменений бюджета НАСА вместо этого рассматривает демонстрационную миссию к цели ближе к земной шар для проверки реактора и систем отвода тепла. Космический корабль, возможно, также будет уменьшен по сравнению с его первоначальным размером.[нужна цитата ]

Когда он был отменен, миссия JIMO находилась на ранней стадии планирования, и запуск не ожидался раньше 2017 года. Это должна была быть первая предполагаемая миссия НАСА. Проект Прометей, программа для развития ядерное деление в средство двигательная установка космического корабля.

Последующие предлагаемые замены

После JIMO НАСА и ЕКА запланировали совместную миссию к спутникам Юпитера, Миссия системы Юпитер Европа. Эта миссия также была отменена в 2011 году.

С тех пор ЕКА продолжало отдельно работать над этим дизайном и 2 мая 2012 г. выбрало Юпитер Ледяной Исследователь Луны (СОК) по сравнению с двумя другими миссиями ЕКА за финансирование. Миссия JUICE будет изучать спутники Юпитера Европа, Каллисто и Ганимед и будет запущена в качестве миссии класса L ЕКА в 2022 году. Ариана 5 ракета-носитель.

В конце 2010-х гг. Europa Clipper стала основной миссией НАСА на Европу со значительной разницей в том, что она будет работать на солнечной энергии и будет совершать многократные облеты Луны, а не вращаться вокруг нее. Еще одна похожая миссия - это Европа Лендер, предлагаемая астробиологическая миссия НАСА «Европа» в дополнение к «Европе Клипер». Europa Clipper планируется запустить в 2024 году[6] и Europa Lander планируется запустить в 2025 году.[7]

Рекомендации

  1. ^ Абельсон и Ширли - Малая миссия на Европу с поддержкой RPS (2005). (PDF). Проверено 23 июля, 2013 г.
  2. ^ Группа исследования Европы (1 мая 2012 г.), «ОТЧЕТ EUROPA STUDY 2012» (PDF), МИССИЯ EUROPA LANDER (PDF), Лаборатория реактивного движения - НАСА, стр. 287, заархивировано оригинал (PDF) 5 марта 2016 г., получено 15 июля, 2015
  3. ^ «Заключительный отчет проекта« Прометей »- стр. 178» (PDF). 2005. Архивировано 6 мая 2010 года.. Получено 1 октября, 2013.CS1 maint: BOT: статус исходного URL-адреса неизвестен (связь)
  4. ^ а б Мейсон, Ли; Бейли = Стерлинг; Бектел, Райан; Эллиотт, Джон; Флериаль, Жан-Пьер; Хаутс, Майк; Каперник, Рик; Липински, Рон; Макферсон, Дункан; Морено, Том; Несмит, Билл; Постон, Дэйв; Куоллс, Лу; Радел, Росс; Вайцберг, Авраам; Вернер, Джим (18 ноября 2010 г.). «Технико-экономическое обоснование системы малой мощности ядерного деления - Заключительный отчет». НАСА /DOE. Получено 3 октября, 2015.
  5. ^ Бергер, Брайан (7 февраля 2005 г.). «Представлен бюджет НАСА на 2006 год: Хаббл, ядерная инициатива страдает». Space.com. Получено 6 июня, 2007.
  6. ^ Фуст, Джефф (10 июля 2020 г.). «Рост стоимости требует изменения инструментов Europa Clipper». Космические новости. Получено 10 июля, 2020.
  7. ^ Фуст, Джефф (17 февраля 2019 г.). «Окончательный бюджетный законопроект на 2019 финансовый год обеспечивает НАСА 21,5 миллиарда долларов». Космические новости.

Смотрите также

внешняя ссылка