Миссия системы Титан Сатурн - Titan Saturn System Mission

Миссия системы Титан Сатурн
ЦСМ-ТандЕМ-Орбитер.jpg
ИменаTandEM
ОператорНАСА, ЕКА
Интернет сайтВеб-страница ESA на TandEM / TSSM
Продолжительность миссии2 года (предлагается)[1]
Свойства космического корабля
Стартовая массаОрбитальный аппарат: 1613 кг (3556 фунтов)
Montgolfière: 600 кг (1300 фунтов)
Спускаемый аппарат: 190 кг (420 фунтов)
Начало миссии
Дата запускас 2020 по 2029 год (предлагается)
РакетаДельта IV Тяжелый, Система космического запуска[2] Блокировать ИБ, или Атлас V
Параметры орбиты
Справочная системаОрбита Титана
Большая полуось1500 км (930 миль)
Наклон85°
Период~ 4.8 ч
Эпохапредложенный
Титан орбитальный аппарат
Орбитальная вставкас 2029 по 2038 год (предлагается)
Атмосферный зонд Титан
Компонент космического корабляTSSM Montgolfière
Посадочный модуль Титан
Компонент космического корабляTitan Mare Explorer или другое предложение посадочного модуля TSSM
Посадочная площадкаЛигейя Маре
 

Миссия системы Титан Сатурн (ЦСМ) был совместным НАСА –ЕКА предложение о исследование Сатурна и его луны Титан и Энцелад,[1] где многие сложные явления были обнаружены Кассини. При предполагаемой стоимости НАСА в 2,5 миллиарда долларов (2007 финансовый год), TSSM было предложено запустить в 2020 году. гравитация помогает с Земли и Венеры и прибудут к системе Сатурна в 2029 году. Четырехлетняя основная миссия будет включать двухлетний тур по Сатурну, двухмесячную фазу отбора проб с Титана и 20-месячную фазу орбиты Титана.

В 2009 г. миссия на Юпитер и его спутникам был отдан приоритет перед Миссия системы Титан Сатурн,[3] хотя TSSM будет продолжать оцениваться на предмет возможной разработки и запуска.

Происхождение и статус

Системная миссия Titan Saturn (TSSM) была официально создана в январе 2009 года в результате слияния исследовательских программ ESA. Миссия Титана и Энцелада (TandEM) с НАСА Исследователь титанов (2007) изучение,[4] хотя планы по объединению обеих концепций датируются по крайней мере в начале 2008 года. TSSM конкурировал с Миссия системы Юпитер Европа (EJSM) о финансировании, а в феврале 2009 года было объявлено, что NASA / ESA отдали приоритет EJSM перед TSSM.[5][6] TSSM будет продолжать изучаться на более позднюю дату запуска, вероятно, где-то в 2020-х годах. Подробные отчеты об оценке элементов миссии[7] а также особую концепцию модуля высадки на озеро для Озера Титана называется Titan Mare Explorer (TiME) с потенциалом стать частью TSSM были предложены в феврале и октябре 2009 г., соответственно.

ТССМ может быть возрожден и запущен на сверхтяжелой ракете SLS.[2]

Обзор миссии

Часть предложения миссии - воздушный шар, который планируется совершить вокруг Титана.

Миссия TSSM состоит из орбитальный аппарат и два исследовательских зонда Титана: воздушный шар (Типа «Монгольфье»), который будет парить в облаках Титана, и спускаемый аппарат что будет плескаться на одном из своих метан моря.

Данные обоих зондов должны быть переданы на орбитальный аппарат "Титан". Они будут оснащены для изучения особенностей Титана с помощью инструментов для визуализации, радар профилирование, поверхностное и атмосферное отбор проб, гораздо более полно, чем было сделано Кассини – Гюйгенс миссия.

Космический корабль будет использовать несколько помощь гравитации облет других планет, чтобы позволить ему достичь Сатурна. Базовый проект предусматривал запуск в сентябре 2020 года с последующими четырьмя усилиями силы тяжести (Земля –Венера –Земля – Земля) и прибытие к Сатурну через 9 лет в октябре 2029 года. Это один из нескольких доступных вариантов перехода с Земли на Сатурн с 2018 по 2022 год. Однако в текущих планах НАСА не отводится приоритет TSSM, и маловероятно, что какая-либо из предложенных дат запуска может быть уложена.

По прибытии Сатурна, в октябре 2029 года, химическая двигательная установка орбитального корабля выведет систему полета на орбиту вокруг Сатурна, после чего последует двухлетняя фаза тура по Сатурну, характеризующаяся развертыванием на месте элементов, включая как минимум семь близких пролетов Энцелада и 16 пролетов Титана. В этот период повторяющиеся спутниковые гравитация помогает а маневры уменьшат энергию, необходимую для выхода на орбиту Титана. Когда корабль завершит свой облет Энцелада, орбитальный аппарат проанализирует необычный криовулканический перья на южном полюсе Луны.

В Montgolfière воздушный шар будет выпущен при приближении к первому пролету Титана для баллистического входа в атмосферу Титана во время его шестимесячной миссии с апреля 2030 по октябрь 2030 года. На основе открытий Кассини-Гюйгенса монгольфьер должен иметь возможность совершить кругосветное плавание. Титан хотя бы один раз в течение номинального срока службы при развертывании широта примерно 20 ° с.ш., в 10 км над поверхностью Титана.

Спускаемый аппарат озера

В Titan Mare Explorer (TiME) мог бы стать озером-десантником ЦСМ.

Было выдвинуто множество предложений в отношении концепции посадочного модуля на озеро. На данный момент одним из наиболее подробных планов является так называемый Titan Mare Explorer (TiME), который изначально предлагался как отдельная разведывательная миссия, но в конечном итоге может быть отложен и включен в TSSM.[8][9] В случае одобрения, TiME будет выпущен орбитальным аппаратом во время его второго пролета над Титаном. Из-за слоя дымки Титана и его удаленности от Солнца посадочный модуль не может питаться от солнечных батарей, и он будет полагаться на новые Усовершенствованный радиоизотопный генератор Стирлинга (ASRG),[9][10] который является прототипом, предназначенным для обеспечения доступности долговечных источников питания для наземных сетей и других планетарных миссий. Посадочный модуль будет нацеливаться Лигейя Маре, северное полярное море жидкие углеводороды примерно на 79 ° с. Зонд спустится на парашюте, как и Зонд Гюйгенса 2005 г. В течение 6 часов спуска он проанализирует атмосферу, а затем разбрызгивается на поверхность жидкости. Основная функция корабля с плутониевым двигателем заключается в отборе проб и анализе органических веществ на поверхности в течение примерно 3–6 месяцев; это будет первое плавучее исследование внеземного моря.

Научные цели и задачи

Основные цели миссии TSSM можно разделить на четыре категории:

  • Исследуйте Титан как систему
  • Изучите органический инвентарь и астробиологический потенциал Титана
  • Ограничьте модели происхождения и эволюции Титана
  • Восстановите информацию об Энцеладе и Сатурне. магнитосфера
Сравнение Лигейя Маре область с Озеро Верхнее на Земля.

На Титане научные цели будут заключаться в предоставлении информации о таких аспектах, как состав поверхности и географическое распределение различных органических компонентов; на метан цикл и резервуары метана; от возраста элементов поверхности и, в частности, от того, криовулканизм и тектонизм активно продолжаются или являются пережитком более активного прошлого; о наличии или отсутствии аммиак, из магнитное поле и подводного океана; о химии, которая стимулирует образование сложных ионов в верхних слоях атмосферы; и на большом диапазоне высот в атмосфере, от 400 до 900 км, который остается малоизученным после Кассини. Кроме того, еще многое предстоит понять о сезонных изменениях атмосферы на всех уровнях и о долгосрочном уходе компонентов в космос.

Время посадочный модуль будет приводнение на Лигейя Маре, а метан море в северном полушарии Титана. Считается, что метановый цикл Титана аналогичен земному. гидрологический цикл, при наличии метеорологической рабочей жидкости в жидкой и газовой фазах. TiME непосредственно распознает метановый цикл Титана и поможет понять его сходства и различия с гидрологическим циклом на Земле.[9] Однако вопросы об источниках пополнения атмосферы метана остаются без ответа. Этот мир построен за счет органической деятельности, которая все еще существует, и открытия Кассини-Гюйгенса предлагают мир с балансом геологических и атмосферных процессов, который является лучшим аналогом Солнечной системы. Земля. Более того, внутренний океан, открытый Кассини, глубоко под плотной атмосферой и поверхностью Титана, как полагают, в основном состоит из жидкой воды. TSSM будет первой миссией за 50 лет освоения космоса, в рамках которой будет проведено обширное и междисциплинарное исследование in situ активной органической химии и климата на суше, на море и в воздухе другого мира.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б "Краткое изложение миссии ТАНДЕМ / ЦСМ". Европейское космическое агентство. 20 октября 2009 г.. Получено 2009-11-08.
  2. ^ а б Крич, Стивен (апрель 2014 г.). «Система космических запусков НАСА: возможность исследования глубокого космоса» (PDF). Стратегия и партнерство Программа космических запусков (SLS).
  3. ^ Ринкон, Пол (20 февраля 2009 г.). "Юпитер в прицелах космических агентств". Новости BBC. Получено 2009-02-20.
  4. ^ «Совместный сводный отчет TSSM NASA / ESA». ЕКА. 19 января 2009 г.. Получено 2009-11-26.
  5. ^ «НАСА и ЕКА уделяют приоритетное внимание миссиям на внешних планетах». НАСА. 18 февраля 2009 г.
  6. ^ Ринкон, Пол (18 февраля 2009 г.). "Юпитер в прицелах космических агентств". Новости BBC.
  7. ^ «Доступен отчет о внутреннем исследовании ЕКА по вкладу ЕКА в тандем / TSSM». ЕКА. 12 февраля 2009 г.
  8. ^ Сюй, Джереми (14 октября 2009 г.). "Корабль-робот с ядерной установкой может плыть по морям Титана". Space.com.
  9. ^ а б c Стофан, Эллен (25 августа 2009 г.), "Titan Mare Explorer (TiME): первое исследование внеземного моря" (PDF), Презентация для обзора НАСА за десятилетие, Space Policy Online, получено 2009-11-04
  10. ^ "Новости отдела планетологии НАСА" (PDF). 23 июня 2008 г.

внешняя ссылка