Зонд входа в атмосферу Сатурна - Saturn Atmospheric Entry Probe

Зонд входа в атмосферу Сатурна
Тип миссииАтмосферный зонд
ОператорНАСА
Начало миссии
Дата запуска30 августа 2027 г. (предлагается)
Пролетая земной шар
Ближайший подход16 июля 2030 г. (предлагается)
Расстояние300 км (190 миль)
Сатурн атмосферный зонд
Компонент космического корабляАтмосферный зонд
Вход в атмосферу22 июня 2034 г. (предлагается)
Пролетая Сатурн
Компонент космического корабляКосмический корабль-носитель
Ближайший подход22 июня 2034 г. (предлагается)
Расстояние≈ 100000 км
 
Для сравнения: изображение зонда Галилео, проникшего в атмосферу Юпитера в 90-х годах.

В Зонд входа в атмосферу Сатурна это исследование концепции миссии для робота космический корабль доставить один зонд в Сатурн изучить его атмосферу. Концептуальное исследование было проведено в поддержку NASA 2010. Десятилетний обзор планетарной науки[1][2][3]

Из-за орбиты и относительного положения Сатурна и Земли запуск был предложен на 30 августа 2027 года для прибытия 22 июня 2034 года.[3] Миссия прорабатывалась для НАСА Десятилетний обзор планетарной науки[2][4] как возможное НАСА Новые рубежи -классовая миссия.[1]

Обзор

Составное изображение, примерно сравнивающее размеры Сатурна и Земли.

Раскрыть процессы формирования внешних планет и Солнечная система эволюции, необходимы подробные исследования состава, структуры и динамики недр и атмосфер планет-гигантов. Чтобы ограничить внутреннюю структуру газовые гиганты, сочетание обоих на месте потребуются миссии по входу в космос и дистанционное зондирование планет-гигантов.[3] Миссия Saturn Atmospheric Entry Probe будет состоять из космического корабля-ретранслятора и зонда. Космический корабль-носитель отправит зонд на Сатурн, газового гиганта, и обеспечит передачу данных с зонда на Землю. Зонд будет определять структуру атмосферы, а также благородный газ изобилие и изотопический соотношение водород, углерод, азот, и кислород.[3][2]

Цели

Цели уровня 2 включают:[5]

  • определять вертикальный профиль зональных ветров как функцию глубины в месте входа зонда;
  • определять расположение, плотность и состав облаков в зависимости от глубины в атмосфере;
  • определять изменчивость структуры атмосферы и наличие облаков на местности;
  • определить вертикальный профиль водности в точке спуска зонда;
  • проводить точные изотопные измерения легких элементов (например, S, N, O) в компонентах атмосферы.

Научная полезная нагрузка

Для достижения своих целей зонд должен иметь как минимум два следующих инструмента:[3]

  • а масс-спектрометр (РС); это определило бы благородный газ содержание и изотопные отношения H, C, N, O и Ar в атмосфере Сатурна.
  • прибор структуры атмосферы (АСИ); на основе Галилео зонд В конструкции он будет состоять из трех датчиков для измерения температуры, давления и плотности.

График

Запуск и траектория

Запуск намечен на 30 августа 2027 года. После запуска космический корабль выйдет на гелиоцентрическую орбиту и будет выведен на траекторию полета над Землей, что предполагается осуществить 16 июля 2030 года на расстоянии 300 км. После этого космический корабль проведет 4 года в пути к Сатурну.[3]

Фаза подхода и нацеливания

Этот этап начнется за 8 месяцев до прибытия. Зонд отделится от космического корабля-ретранслятора и упадет в атмосферу Сатурна.[3]

Фаза науки

За несколько часов до входа зонда начнется научная фаза. Таймер событий на зонде будет инициировать действия, в то время как космический корабль-ретранслятор включит свой радиоприемник и повернется, чтобы направить свою антенну зонда-ретранслятора на точку входа. Зонд войдет в атмосферу Сатурна со скоростью примерно 27 км / с, что меньше скорости Галилео Зонд скорость 47.4 км / с. После фазы нагрева и замедления входа зонд развернет тормозной парашют, а затем основной парашют, когда он достигнет атмосферного давления 0,1 бар. При давлении 1 бар парашют будет выпущен, и спускаемый модуль продолжит свободное падение в атмосфере (возможно, со стабилизацией от другого тормозного парашюта) до номинального конца миссии, через 55 минут после входа и на глубину 250 км. Зонд должен выдерживать давление не менее 10 бар.[3]

Нисходящий канал данных, пролёт Сатурна и конец миссии

Вскоре после завершения ретрансляции данных начнется передача данных по нисходящей линии связи. Набор данных, измеренных зондом, будет примерно 2 МБ, поэтому для завершения передачи данных по нисходящему каналу потребуется 20 минут. Космический корабль-ретранслятор пролетит мимо Сатурна на расстояние примерно 100 Мм и он продолжит движение по траектории ухода от Солнца.[3]

Предложение миссии

Основная статья: СПРАЙТ (космический корабль)

После концептуального исследования, проведенного в поддержку Десятилетнего обзора НАСА, концепция зонда входа в атмосферу Сатурна получила дальнейшее развитие в концепцию миссии, которая была предложена под названием СПРАЙТ ("Сатурн PRobe Interior и атмосферный исследователь") НАСА Программа New Frontiers ходатайство в 2016 году.

Рекомендации

  1. ^ а б Биби, Рета (сентябрь 2010 г.). "Торговое исследование атмосферного зонда Сатурна". Получено 2 августа 2013. (Архивировано с оригинала).
  2. ^ а б c Сквайрес, Стив. «Перспектива и путешествия планетологии на десятилетие 2013-2022 гг.» (PDF). Национальный исследовательский совет.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я Исследование миссии Saturn Atmospheric Entry Probe (PDF). Десятилетний обзор планетарной науки (2010 г.). Десятилетний обзор НАСА и планетологии. Апрель 2010 г.
  4. ^ Десятилетний обзор планет Совета космических исследований NRC: "Перспективы и путешествия планетологии на десятилетие 2013-2022 гг., "(PDF). National Academies Press, 7 марта 2011 г.
  5. ^ Научная ценность миссии по исследованию атмосферы Сатурна. (PDF) Д. Х. Аткинсон. НАСА, 2012.