Орбитальный аппарат ледяных лун Юпитера
 Художественное представление космического корабля JIMO , исследующего Юпитер и его спутники. | |
| Имена | ДЖИМО |
|---|---|
| Тип миссии | Орбитальный аппарат Юпитера |
| Оператор | НАСА |
| Продолжительность миссии | Отменено |
| Свойства космического корабля | |
| Производитель | Нортроп Грумман |
| Стартовая масса | Всего (в полной сборке): 36 375 кг (80 193 фунта) |
| Сухая масса | Модуль космического корабля: 16 193 кг (35 699 фунтов) Модуль реактора: 6 182 кг (13 629 фунтов) |
| Масса полезной нагрузки | 1500 кг (3300 фунтов) |
| Размеры | В полностью развернутом виде: 58,4 × 15,7 м (192 × 52 фута) |
| Власть | 200 киловатт |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | NET Май 2015 – Январь 2016 Планируется |
| Ракета | Тяжелая базовая линия Delta IV (2005) |
| Стартовая площадка | Мыс Канаверал SLC-37B |
| Орбитальный аппарат Юпитера | |
| Орбитальная вставка | Апрель 2021 г. Планируется |
| Орбитальный выход | Сентябрь 2025 Планируется |
| орбитальный аппарат Европа | |
| Орбитальная вставка | Сентябрь 2025 Планируется |
| Транспондеры | |
| Пропускная способность | 10-Мбит/с |
| Мощность TWTA | 4 х 250 Вт |
| Крупные стратегические научные миссии Отдел планетарной науки | |
Jupiter Icy Moons Orbiter ( JIMO ) — это предложенный NASA космический аппарат , предназначенный для исследования ледяных лун Юпитера . Главной целью была Европа , где океан жидкой воды может быть пристанищем инопланетной жизни. Ганимед и Каллисто , которые, как теперь считается, также имеют жидкие соленые океаны под своими ледяными поверхностями, также были целями, представляющими интерес для зонда.
Космический корабль JIMO
На протяжении всего основного путешествия JIMO к лунам Юпитера он должен был приводиться в движение ионным двигателем с помощью двигателя High Power Electric Propulsion или NEXIS и питаться от небольшого реактора деления . Система преобразования энергии Brayton должна была преобразовывать тепло реактора в электричество. Обеспечивая в тысячу раз большую электрическую мощность, чем обычные солнечные или радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ), реактор должен был открыть такие возможности, как запуск полномасштабной проникающей сквозь лед радиолокационной системы и обеспечение мощного передатчика данных с высокой пропускной способностью .
Использование электрической тяги (8 ионных двигателей, а также двигатели Холла различных размеров) позволило бы выходить на орбиты вокруг лун Юпитера и покидать их , создавая более подробные окна для наблюдения и картирования, чем те, которые существуют для современных космических аппаратов, которым приходится совершать короткие пролетные маневры из-за ограниченного количества топлива для маневрирования.
Проект предусматривал размещение реактора в конце космического корабля за мощным радиационным экраном, защищающим чувствительное оборудование космического корабля. Реактор будет включаться только после того, как зонд будет далеко от околоземной орбиты, чтобы свести к минимуму количество радионуклидов , которые будут запущены на орбиту. Такая конфигурация считается менее рискованной, чем РИТЭГи, использовавшиеся в предыдущих миссиях во внешнюю часть Солнечной системы . [ почему? ]
Миссия Europa Lander Mission предложила включить в состав JIMO небольшой атомный посадочный модуль Europa. Он будет путешествовать с орбитальным аппаратом, который также будет функционировать как ретранслятор связи с Землей. [1] Он будет исследовать пригодность Европы для жизни и оценивать ее астробиологический потенциал, подтверждая наличие воды внутри и под ледяной оболочкой Европы, а также определяя ее характеристики. [2]
Northrop Grumman был выбран 20 сентября 2004 года для предварительного контракта на проектирование стоимостью 400 миллионов долларов США, обойдя Lockheed Martin и Boeing IDS . Контракт должен был действовать до 2008 года. Отдельные контракты, охватывающие строительство и отдельные приборы, должны были быть заключены позднее.
Предварительные проектные спецификации
- Полная масса на низкой околоземной орбите: 36 375 кг.
- Масса ксенонового топлива: 12 000 кг.
- Масса реакторного модуля: 6 182 кг (мощность 200 кВтэ)
- Сухая масса модуля космического корабля: 16 193 кг
- Масса научной полезной нагрузки: 1500 кг.
- Электрические турбогенераторы: многосекционные 104 кВт (440 В переменного тока)
- Разворачиваемый радиатор: площадь поверхности 422 м2
- Электрические ионные двигатели Herakles: многоступенчатые, 30 кВт, высокая эффективность, удельный импульс 7000 с (69 кН·с/кг)
- Двигатели Холла: высокая мощность, большая тяга
- Телекоммуникационная линия: 10 Мбит/с (4×250 Вт TWTA)
- Размеры в развернутом виде: 58,4 м в длину × 15,7 м в ширину
- Размеры в сложенном виде: длина 19,7 м × ширина 4,57 м
- Проектный срок службы миссии: 20 лет
- Дата запуска: 2017 г.
- Ракета-носитель: Delta IV Heavy
- Стоимость: 16 миллиардов долларов без учета запуска [3]
Ядерная тяга
Миссия JIMO предполагала включение ядерной электрической двигательной установки, с питанием от небольшой системы деления мощностью 200 кВт . Программа ядерной двигательной установки проводилась с 2003 по 2005 год отделением Naval Reactors Министерства энергетики США . [4]
Предложенная конструкция системы представляла собой газоохлаждаемый реактор и преобразование энергии Брайтона для выработки пиковой мощности в 200 киловатт. [4]
Профиль миссии
Три запуска были запланированы на май 2015 года на НОО для сборки двух переходных ступеней и зонда. Переходные ступени были разработаны для запуска зонда по его траектории к Юпитеру в течение стартового окна, простирающегося с конца октября 2015 года до середины января 2016 года.
В течение первого месяца полета должны были быть развернуты основные конструкции зонда, активирован ядерный реактор и испытаны двигатели. 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. Зонду придется использовать гравитационные маневры для выхода на орбиту.
Зонд должен был изучать Каллисто , затем Ганимед в течение трех месяцев каждый и, наконец, Европу в течение одного месяца (исследования Ио также планировались, когда орбитальные условия были бы благоприятными).
По завершении миссии в сентябре 2025 года аппарат должен был оказаться на стабильной орбите вокруг Европы.
Отмена
Из-за смены приоритетов в NASA , которая отдавала предпочтение пилотируемым космическим миссиям, проект потерял финансирование в 2005 году, фактически отменив миссию JIMO. Среди прочих проблем, предложенная ядерная технология была сочтена слишком амбициозной, как и архитектура миссии с многократным запуском и сборкой на орбите. [5] Инженеры Лаборатории реактивного движения JIMO были уволены или переведены на другую работу весной и летом 2005 года. [ необходима цитата ]
В результате бюджетных изменений НАСА [ когда? ] вместо этого рассматривает демонстрационную миссию к цели, более близкой к Земле , чтобы проверить реактор и системы отвода тепла. Космический корабль, возможно, также будет уменьшен по сравнению с его первоначальным размером. [ необходима цитата ]
На момент отмены миссия JIMO находилась на ранней стадии планирования, и запуск не ожидался до 2017 года. Это должна была быть первая предложенная миссия проекта НАСА «Прометей» — программы по разработке ядерного деления для использования в качестве средства движения космических аппаратов .
Последующие предложенные замены
После JIMO, NASA и ESA запланировали совместную миссию к лунам Юпитера, Europa Jupiter System Mission . Эта миссия также была отменена в 2011 году.
С тех пор ЕКА продолжало работать над этим проектом отдельно и 2 мая 2012 года выбрало миссию Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) из двух других миссий ЕКА для финансирования. Миссия JUICE будет изучать спутники Юпитера Европу, Каллисто и Ганимед и была запущена как миссия ЕКА L-класса 14 апреля 2023 года на ракете-носителе Ariane 5 .
В конце 2010-х годов Europa Clipper стал основной миссией NASA к Европе, с существенным отличием в том, что он будет работать на солнечной энергии и будет участвовать в нескольких пролетах мимо Луны, а не вращаться вокруг нее. Еще одна похожая миссия — Europa Lander , предлагаемая астробиологическая миссия NASA к Европе, которая должна дополнить Europa Clipper. Europa Clipper планируется запустить в 2024 году [6] , а Europa Lander — в 2027 году. [7] [8]
Смотрите также
- Europa Lander (НАСА) (Независимо запущенный посадочный модуль, являющийся продолжением Europa Clipper)
- Jupiter Icy Moon Explorer (позже ЕКА планировало создать зонд для изучения системы Юпитера)
Ссылки
- ^ Абельсон и Ширли – Small RPS-Enabled Europa Lander Mission (2005). (PDF). Получено 23 июля 2013 г.
- ^ Группа по изучению Европы (1 мая 2012 г.), "EUROPA STUDY 2012 REPORT" (PDF) , EUROPA LANDER MISSION (PDF) , Jet Propulsion Laboratory – NASA, стр. 287, архивировано из оригинала (PDF) 5 марта 2016 г. , извлечено 15 июля 2015 г.
- ^ "Project Prometheus final report - page 178" (PDF) . 2005. Архивировано из оригинала (PDF) 6 мая 2010 г. Получено 1 октября 2013 г.
- ^ ab Мейсон, Ли; Бейли, Стерлинг; Бехтель, Райан; Эллиотт, Джон; Флериаль, Жан-Пьер; Хаутс, Майк; Каперник, Рик; Липински, Рон; Макферсон, Дункан; Морено, Том; Несмит, Билл; Постон, Дэйв; Куоллс, Лу; Радель, Росс; Вайцберг, Абрахам; Вернер, Джим (18 ноября 2010 г.). «Исследование осуществимости малой ядерной энергетической системы — окончательный отчет». NASA / DOE . Получено 11 октября 2022 г. .
- ↑ Бергер, Брайан (7 февраля 2005 г.). «Представлен бюджет НАСА на 2006 год: страдают Хаббл и ядерная инициатива». Space.com . Получено 6 июня 2007 г.
- ^ Foust, Jeff (10 июля 2020 г.). «Рост стоимости побуждает к изменениям в инструментах Europa Clipper». Space News . Получено 10 июля 2020 г. .
- ^ "NASA получит 22,6 млрд долларов в счет расходов на 2020 финансовый год". 16 декабря 2019 г.
- ^ Foust, Jeff (17 февраля 2019 г.). «Окончательный законопроект о бюджете на 2019 финансовый год обеспечивает NASA 21,5 млрд долларов». Space News .
Внешние ссылки
- Финальный отчет проекта «Прометей» (2005 г.)
- Веб-страница проекта «Прометей» на сайте NASA
