Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья об орбитальном аппарате Урана. Об орбитальном аппарате Титана см. Океан (орбитальный аппарат Титана) .
ОКЕАН (Происхождение и состав экзопланеты, аналог системы Урана)
Uranus2.jpg
Уран , ледяная планета- гигант , была сфотографирована в реальном цвете с помощью космического корабля "Вояджер-2" в январе 1986 года.
Тип миссииРазведка
ОператорНАСА / Лаборатория реактивного движения
Продолжительность миссии≥1,5 года [1]
Свойства космического корабля
Стартовая масса≈3,939 кг
BOL масса≈2,000 кг [1]
Сухая масса≈1110 кг
Мощность290 Вт [1]
Начало миссии
Дата запуска2030 г. (рекомендуется)
РакетаAtlas V 511 или SLS
Орбитальный аппарат Урана
Орбитальная вставка2041 г.
Орбиты≥14 (предлагается) [1]
 

OCEANUS ( Происхождение и состав экзопланетной аналоговой системы Урана ) - концепция миссии, задуманная в 2016 году и представленная в 2017 году в качестве потенциального будущего участника в качестве миссии программы New Frontiers на планету Уран . [2] [1] Эта концепция была разработана студентами-инженерами-космонавтами Университета Пердью во время Летней школы NASA / JPL по планетологии в 2017 году. OCEANUS - это орбитальный аппарат, который позволит детально изучить структуру магнитосферы и внутреннюю структуру планеты, что было бы невозможно с помощью пролетного полета. [2]

Из-за необходимого развития технологий и динамики планетарной орбиты концепция предполагает запуск в августе 2030 года ракеты Atlas V 511 и выход на орбиту Урана в 2041 году [1].

Обзор [ править ]

Атлас V, предложенный для OCEANUS, показан здесь, запускающий лунный зонд в космос.

Согласно данным Кеплера, планеты размером с ледяные гиганты являются наиболее распространенным типом планет . Немногочисленные данные об Уране , ледяной планете- гиганте , получены из наземных наблюдений и единственного пролета космического корабля Вояджер-2 , поэтому его точный состав и структура практически неизвестны, как внутренний тепловой поток и причина его уникальных магнитных полей. и экстремальный осевой наклон или наклон, [1] что делает его неотразимой целью для исследования в соответствии с десятилетним обзором планетарной науки . [2] [3] Основные научные цели ОКЕАНА - изучение внутренней структуры Урана, магнитосферы иУранская атмосфера . [1]

Требуемый бюджет миссии оценивается в 1,2 миллиарда долларов. [1] Концепция миссии официально не была предложена программе НАСА New Frontiers для оценки и финансирования. Миссия названа в честь Океана , греческого бога океана; он был сыном греческого бога Урана . [4]

Мощность и тяга [ править ]

Поскольку Уран чрезвычайно удален от Солнца (20 а.е. ), и полагаться на солнечную энергию за пределами Юпитера невозможно, орбитальный аппарат предлагается питаться от трех многоцелевых радиоизотопных термоэлектрических генераторов (MMRTG), [2] [1] a тип радиоизотопного термоэлектрического генератора . У НАСА достаточно плутония, чтобы заправить еще три MMRTG, подобных тому, который используется марсоходом Curiosity. [5] [6] Один уже направлен на марсоход Mars 2020 . [5] Два других не были назначены для какой-либо конкретной миссии или программы [6] и могут быть готовы к концу 2021 года. [5]Второй возможный вариант питания космического корабля, кроме РИТЭГа с плутониевым питанием, - это небольшой ядерный реактор, работающий на уране, такой как система Kilopower, разрабатываемая в 2019 году. Траектория к Урану потребует помощи гравитации Юпитера , но такие выравнивания необходимы считается редкостью в 2020-х и 2030-х годах, поэтому окна запуска будут скудными и узкими. [2] Если запуск состоится в 2030 году, достижение Урана произойдет на 11 лет позже, в 2041 году, [1] и для вывода на орбиту он будет использовать два двухтопливных двигателя . [1] В качестве альтернативы, ракета SLS может использоваться для более короткого полета, [7]но это приведет к более высокой скорости сближения, что затруднит выведение на орбиту , тем более что плотность атмосферы Урана неизвестна для планирования безопасного торможения . [6]

Орбитальная конфигурация и расстояние потребуется две Венеры гравитационного манёвра (в ноябре 2032 года и в августе 2034 года ) и один гравитация Земли помочь (октябрь 2034) , наряду с использованием солнечной электрической тяги в 1,5 а.е. . [1] Научная фаза будет происходить с высокоэллиптической орбиты и выполнять минимум 14 витков. [1]

Полезная нагрузка [ править ]

Научная полезная нагрузка весом 12,5 кг будет включать инструменты для детального изучения магнитных полей и определения глобального гравитационного поля Урана : [2] [1]

  • UMAG (Uranus Magnetometer) - это магнитометр для изучения магнитосферы и ограничения моделей для генерации динамо .
  • GAIA (гравитации и атмосферных Instrument Antenna) - было бы использовать антенну на плате связи, передачи в обоих X полосы и полосы Ka частот для радио науки , которая позволила бы картографирования глобального гравитационного поля Урана.
  • UnoCam (Juno Cam Урана) - это цветная камера видимого света для обнаружения навигационных опасностей в кольцевой системе Урана и предоставления контекстных и панорамных изображений.
  • URSULA (Понимание реальной структуры уранской лаборатории атмосферы) - атмосферный зонд, который будет сброшен в атмосферу Урана незадолго до выхода на орбиту. Он будет спускаться под парашютом и измерять содержание благородных газов , изотопные отношения , температуру, давление, вертикальные профили ветра, состав и плотность облаков [2] с помощью масс-спектрометра , прибора структуры атмосферы, нефелометра и сверхстабильного осциллятора. Общая масса инструментов зонда около 127 кг. [1]

См. Также [ править ]

  • Исследование Урана
  • Магнитосфера Урана
Предложения миссии Урана
  • МУЗА
  • ODINUS
  • Орбитальный аппарат NASA Uranus и зонд
  • Уран-следопыт

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р Брамсона, А. М; Старейшина, К. М.; Blum, L.W; Чилтон, Х. Т.; Чопра, А; Чу, C; Дас, А; Дельгадо, А; Фултон, Дж; Jozwiak, L; Хаят, А; Ландис, М. Э; Molaro, J. L; Слипски, М; Валенсия, юг; Уоткинс, Дж; Янг, C. L; Budney, C.J; Митчелл, К. Л. (2017). «ОКЕАН: исследование концепции орбитального аппарата Урана из Летней школы NASA / JPL по планетологии 2016 года». 48-я Конференция по изучению Луны и планет . 48 : 1583. Bibcode : 2017LPI .... 48.1583B .
  2. ^ a b c d e f g Старейшина, C. M; Брамсон, А. М; Blum, L.W; Чилтон, Х. Т.; Чопра, А; Чу, C; Дас, А; Дэвис, А; Дельгадо, А; Фултон, Дж; Jozwiak, L; Хаят, А; Ландис, М. Э; Molaro, J. L; Слипски, М; Валенсия, юг; Уоткинс, Дж; Янг, C. L; Budney, C.J; Митчелл, К. Л. (2017). "Новые миссии класса Frontiers к Ледяным гигантам". Семинар «Планетарная наука о видении 2050 года» . 1989 : 8147. Bibcode : 2017LPICo1989.8147E .
  3. ^ "Бережливые миссии США на Марс, рекомендуется Луна Юпитер" . 7 марта 2011 . Рейтер. 8 марта 2011 г.
  4. ^ OCEANUS: Концепция исследование (PDF) - плакат. 2017 г.
  5. ^ a b c Леоне, Дэн (11 марта 2015 г.). "Запасы плутония в США пригодны для еще двух ядерных батарей после Марса 2020" . Космические новости . Проверено 12 марта 2015 года .
  6. ^ a b c Мур, Трент (12 марта 2015 г.). «НАСА может сделать только еще три батареи, подобные той, которая питает марсоход» . Blastr . Проверено 13 марта 2015 года .
  7. ^ Мэнселл, Дж; Коленчерри, Н; Хьюз, К; Арора, А; Чай, HS; Коулман, К; Эллиотт, Дж; Фултон, S; Хобар, N; Либбен, В; Лу, Y; Миллейн, Дж; Мудек, А; Подеста, L; Пуплин, Дж; Шибата, E; Смит, G; Tackett, B; Укай, Т; Witsberger, P; Сайкия, S (2017). «Oceanus: флагманская концепция миссии с участием нескольких космических кораблей для исследования Сатурна и Урана». Успехи в космических исследованиях . 59 (9): 2407–33. Bibcode : 2017AdSpR..59.2407M . DOI : 10.1016 / j.asr.2017.02.012 .