Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
СПРАЙТ
Тип миссииАтмосферный зонд
ОператорНАСА
Продолжительность миссииКруиз: 10 лет
Свойства космического корабля
Тип космического корабляАтмосферный зонд
АвтобусCRSC
РазмерыАтмосферный зонд: 86,7 x 53,6 см
Начало миссии
Дата запускаНоябрь 2024 г. (предлагается)
РакетаАтлас В 401 (предлагается)
Атмосферный зонд Сатурна
Компонент космического корабляАтмосферный зонд
Вход в атмосферуНоябрь 2034 г. (предлагается)
Пролет Сатурна
Компонент космического корабляCRSC
Ближайший подходНоябрь 2034 г. (предлагается)
Расстояние≈100 000 км
 
Для сравнения: изображение зонда Галилео, проникшего в атмосферу Юпитера в 90-х годах.

SPRITE ( Saturn PRobe Interior and aTmospheric Explorer ) был предложенной концепцией миссии атмосферного зонда Сатурна . SPRITE - это конструкция зонда входа в атмосферу, который будет путешествовать к Сатурну с Земли на собственном этапе полета, затем войдет в атмосферу Сатурна и спустится, производя измерения на месте .

Обзор [ править ]

Многие фундаментальные вопросы о Сатурне не были полностью исследованы в конце миссии Кассини в сентябре 2017 года из-за ограничений в его реализации и научных инструментах. Прямые измерения структуры атмосферы и содержания благородных газов и элементов Сатурна необходимы, чтобы различать конкурирующие модели формирования Солнечной системы , а также для обеспечения улучшенного контекста для систем экзопланет . [1] Зонд SPRITE произведет революцию в нашем понимании структуры и состава атмосферы Сатурна и позволит лучше понять внесолнечные планеты-гиганты . [2]

SPRITE была предложена Калифорнийского технологического института в Лаборатории реактивного движения с главным исследователем Эми Саймон в НАСА «s Goddard Space Flight Center .

Предложение New Frontiers [ править ]

Концепция миссии SPRITE была предложена в 2016 году как миссия, которая будет финансироваться как миссия 4 программы НАСА New Frontiers , но не была выбрана для разработки. Последним выбором была миссия Dragonfly на Титан [3], при этом миссия по возврату образцов кометы CAESAR была выбрана для изучения, но не была выбрана в качестве окончательного выбора. [4]

Как работает эта программа, она может быть повторно представлена ​​в другом процессе отбора. New Frontiers - это миссия большего размера с меньшими возможностями, которая началась с исследования New Horizons к Плутону и за его пределами с миссией, превышающей 1 миллиард долларов США.

Цели [ править ]

Десятилетний обзор планетарной науки 2013–2022 годов определил миссию зонда Сатурна в качестве высокоприоритетной цели для программы НАСА New Frontiers из-за необходимости проведения измерений на месте до глубины 10 бар и более. [5] Команда SPRITE объясняет, что «для развития более глубокого понимания формирования, эволюции и структуры Солнечной системы важно, чтобы роль, которую играют планеты-гиганты, была хорошо понята, а этого нельзя достичь без вмешательства. натурные измерения состава, структуры, динамики и процессов в атмосфере Сатурна ». Для этого ученые миссии поставили две основные цели:

  1. Соберите и проанализируйте свидетельства образования и ранней эволюции Сатурна . [6] [7]
    1. Получите химический перечень тропосферы Сатурна, чтобы различать конкурирующие модели формирования планет и степень миграции в ранней Солнечной системе.
    2. Ограничить Сатурн «s гелий Истощение примирить наблюдаемые температуры с термальными моделями эволюции
  2. Раскройте правду под облаками Сатурна . [6] [7]
    1. Измерение химического состава атмосферы Сатурна in situ для проверки моделей конденсации и интерпретации состава, наблюдаемого дистанционно
    2. Провести на месте описание структуры тропосферных облаков Сатурна, чтобы обеспечить достоверную основу для моделей поиска облаков.
    3. Определение трехмерной динамики атмосферы Сатурна in situ в одном месте, чтобы связать глобальную циркуляцию и аналитические модели движений верхней части облаков, изменяющихся во времени

Космический корабль [ править ]

Сатурн в естественном цвете, сфотографирован Кассини в июле 2008 года.

Концепция миссии SPRITE состоит из космического корабля-ретранслятора (CRSC) и входного зонда, который опускается как минимум на десять бар . [8] Стратегия спуска предусматривает использование теплозащитного экрана с последующим парашютом, который позволит зонду собрать данные в течение двух часов. [8] Зонд будет обеспечивать прямые измерения состава и структуры атмосферы (включая динамику) вдоль траектории спуска зонда, обеспечивая науку, недоступную для измерений с помощью дистанционного зондирования. [9]

Питание солнечной CRSC будет нести тепловизор многоканального для предварительного ввода изображения местоположения, а также для обеспечения глобального контекста визуализации для зондовых измерений. [8] Модуль CSRC не будет вращаться вокруг Сатурна, но один раз пролетит мимо Сатурна, чтобы многократно ретранслировать научные данные зонда обратно на Землю через сеть дальнего космоса . [8]

Полезная нагрузка [ править ]

Предлагаемый зонд входа в атмосферу SPRITE будет нести полезную нагрузку научного инструмента для измерения структуры, динамики, состава, химического состава атмосферы Сатурна и облачности с точностью до 10 бар . [7]

Концептуальная полезная нагрузка состоит из двух спектрометров: [8] в квадрупольноге масс - спектрометра будет измерять благородные газы и благородные газы изотопы с чрезвычайной чувствительностью. Особое значение имеют измерения гелия ( He ), ключ к пониманию тепловой эволюции Сатурна; [7] и настраиваемый лазерный спектрометр, который будет измерять молекулярное содержание и соотношение изотопов для определения химической структуры атмосферы Сатурна, а также неравновесных частиц, таких как окись углерода ( CO ), фосфин ( PH3) и этан ( C2ЧАС6), по которому можно сделать вывод о глубоководности Сатурна. [7]

Инструмент структуры атмосферы (ASI) предоставит профиль давления и температуры атмосферы Сатурна для определения высотного профиля статической стабильности, а в сочетании с измерениями облачности с помощью нефелометра он сможет пролить свет на процессы, которые определяют местоположение и структуру множественного облака Сатурна. слои. ASI также включает в себя акселерометры для измерения входных ускорений, по которым может быть восстановлена ​​траектория входа и спуска зонда и охарактеризована тепловая структура верхних слоев атмосферы. [8]

Доплеровский Эксперимент Ветра бы обеспечить меру 3-мерной динамики атмосферы Сатурна с использованием ультрастабильного генератора, в том числе профиля местных ветров с глубиной и вертикальными движениями от атмосферных волн. [7]

Запуск и траектория [ править ]

Было предложено запустить SPIRITE в конце ноября 2024 года. Зонд будет следовать за гравитационными силами Земля-Венера-Земля-Земля и достигнет Сатурна в ноябре 2034 года. Атмосферный зонд отделится от CRSC за 30 дней до входа. Снимки и наблюдения будут длиться 6 дней до входа. CRSC пролетит мимо Сатурна на расстояние примерно 100 000 км, продолжая следовать траектории ухода от Солнца.

Объекты, которые посетит SPIRITE [ править ]

  • Венера (облет)

  • Земля (3 раза)

  • Сатурн (пролет + атмосферный зонд)

См. Также [ править ]

  • Зонд Галилео (зонд входа в атмосферу для Юпитера, введен в 1995 г.)
  • Pioneer Venus Multiprobe (зонды входа в атмосферу Венеры, поступили в 1978 г.)
  • Космический корабль Гюйгенс (доставленорбитальным аппаратом Кассини на спутник Сатурна Титан)
  • Зонд входа в атмосферу Сатурна (концепция аналогичного зонда входа в космический корабль для Сатурна)
  • Список космических аппаратов с питанием от неперезаряжаемых батарей

Ссылки [ править ]

  1. ^ Саймон, Эми; Банфилд, Д. (11 июня 2016 г.). "Saturn PRobe Интерьер и исследователь атмосферы (SPRITE)" . Технические отчеты НАСА . Проверено 17 сентября 2017 .
  2. Рианна Чанг, Кеннет (15 сентября 2017 г.). «Обратно к Сатурну? Предлагается пять миссий вслед за Кассини» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 18 сентября 2017 .
  3. ^ Джефф Фуст, НАСА выбирает дрон Titan для следующей миссии New Frontiers , Space News , 27 июня 2019 г. Получено 15 июля 2019 г.
  4. ^ Новая пограничная миссия НАСА будет искать инопланетную жизнь или раскрывать историю Солнечной системы . Элана Гловац, IB Times . 20 декабря 2017.
  5. ^ Видение и путешествия для планетологии в десятилетии 2013-2022 (PDF) . Издательство национальных академий. 2011. С. 15–16. ISBN  978-0-309-22464-2.
  6. ^ a b Саймон, Эми (11 июня 2016 г.). "СПРАЙТ - Сатурн PRobe Интерьер и исследователь атмосферы" (PDF) . НАСА . Проверено 17 сентября 2017 .
  7. ^ a b c d e е Аткинсон, Дэвид Х .; Саймон, Эми; Банфилд, Дон (2017). «Миссия Saturn PRobe Interior and aTmosphere Explorer (SPRITE)» (PDF) . Аннотации геофизических исследований . 19 . Проверено 17 сентября 2017 .
  8. ^ Б с д е е Д. Аткинсон, А. Саймона, Д. Банфилд, С. Атрейа, J. Blacksberg, В. Brinckerhoff, А. Колапрет, А. Coustenis, Л. Fletcher, Т. Гийо, М. Хофстадтером, Дж. Лунин, П. Махаффи, М. Марли, О. Мусис, Т. Спилкер, М. Трейнер, К. Вебстер. (2017). "Новые границы Сатурн PRobe Интерьер и атмосфера" (PDF) . Тезисы EPSC . 11 . Проверено 18 сентября 2017 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Исследование Сатурна - Миссия Saturn PRobe Interior and aTmosphere Explorer (SPRITE) . Аткинсон, Дэвид Х .; Саймон, Эми А .; Банфилд, Дон; Атрея, Сушил К .; Блэксберг, Джордана; Бринкерхоф, Уильям; Колапрет, Энтони; Кустенис, Афина; Флетчер, Ли; Гийо, Тристан; Хофштадтер, Марк; Лунин, Джонатан I .; Махаффи, Пол; Марли, Марк С .; Мусис, Оливье; Spilker, Thomas R .; Тренер Мелисса Дж .; Вебстер, Крис. Заседание DPS # 48 Американского астрономического общества , id.123.29. 16–21 октября 2016 г.