Что лучше запустить после Кассини в систему Сатурна?

[sol]

Даже для Кассини где-то звучало типа его можно на орбиту Титана как-то пристроить...

Упрощаем!

1. Орбитер Титана с аэроботом, у которого регулируется высота полета от облаков до НУЛЯ (можно даже со шкрябанием поверхности каким нибудь хваталкой грунта, опускаемом на тросике.
Учитывая суперротацию атмосферы Титана (или, по кр. мере весьма существенные потоки воздуха) можно собрать АФФИГЕТЬ как много инфы. Особенно было бы интересно попасть в район уже обнаруженного озера и/или места, подозреваемого как криовулкан. Чтобы гарантировано там (над озером) оказаться можно аэробот выводить с самого начала над ним. В идеале класно бы ядерную боеголовку в озеро и снимать спектры с аэробота, но дурноватые гринписо-насовцы на это пойтить никак не могут.

2. Орбитер Энцелада на полярной орбите. Это вообще жесть как интересно!

[KBOB]

Титан орбитер (анимация)

[pkl]

В свете нынешнего провала с Ф-Г захотелось мне помечтать. Ах... если бы если бы... :roll:

В общем, идея такая. Титан Орбитер. Но простой, с минимумом функциональности. И компактный. Два научных прибора. Оба радары: см - для картирования поверхности и м - для зондирования недр. И, соответственно, две задачи - топосъёмка и прощупывание недр, морей и озёр. Ну, может, ещё камера; не столько для науки, сколько для того, что называется "образовательные цели". Для красивых картинок, в общем. Хотя... в атмосфере Титана есть же окна прозрачности.  И ВСЁ. Одним словом, Глобал Сервейор. Платформа - какой-нибудь из отработанных спутников связи, естественно, модифицированный.

В качестве тормозного блока - модифицированный "Фрегат". Запуск - водородной "Ангарой" или "Русью".

Если позволяет масса, можно было бы захватить небольшой посадочный зонд. Или даже два. Сначала я хотел аэростат с камерой для той же топографической съёмки на предельно низких высотах и масс-спектрометром. Затем передумал: нормальный масс-спектрометр с газовым хроматографом - штука весьма громоздкая и потребляющая немало энергии. Гондола такого аэростата будет сопоставима по массе и размерам с "Гюйгенсом". Нет, это задача для будущих миссий. Вдобавок... химический состав атмосферы Титана мы и так уже знаем. Такой аэростат не даст особо нового после европейского зонда. И будет довольно сложен - а нам это сейчас противопоказано. Поэтому у меня родилась идея малых посадочных зондов. Что-то вроде этого:


но гораздо проще. Или аналог MetNet.
http://metnet.fmi.fi/
Из научной аппаратуры - только камеры /панорамная и посадочная/, сейсмометр и метеоаппаратура /датчики температуры, давления, скорости и направления ветра/. Ну, может, какие-нибудь детекторы тех или иных соединений. Главное, чтобы вес зонда не был существенно больше двух десятков кг.

Жду критику.

[byran]

Кстати проект Enceladus Plume Sample Return был переименован в LIFE (Life Investigation For Enceladus).  
http://adsabs.harvard.edu/abs/2009DPS....41.1602T
http://futureplanets.blogspot.com/2009/10/enceladus-mission-concept-tidbits.html

Пишут, что удалось для него подобрать траекторию обеспечивающую захват образцов со скоростью в 3 км в секунду и длительностью в 13.5 лет. Хотят проталкивать миссию в рамках конкурса Дискавери с радиозитопными батареями.

[Космос-3794]

Две статьи в десятилетнем обзоре адресуются к научным целям будущих исследований Энцелада.

Первая статья поднимает ключевые научные вопросы для исследования будущих миссий:
 http://www.lpi.usra.edu/decadal/opag/enceladusScience.pdf

 1.  Вопросы пригодности условий для жизни.
Специализированные вопросы относящиеся к целям понимания пригодных для жизни условий на Энцеладе включают:
 - присутствует ли жидкая вода на Энцеладе в виде подповерхностного океана, в регионах выброса гейзеров, или где-либо еще?
 - насколько распространены и насколько долговечны водные бассейны, в случае их наличия, и какова их химия?
 - каким образом они сообщаются с поверхностью?
 - какова толщина ледяной коры над ними?
 - насколько повсеместно рапространена подобная толщина?
 - какие источники энергии доступны для жизни?
 - присутствует ли жизнь там в настоящее время?
2. 2.2.1 Научные вопросы происхождения Энцелада.
Понимание внутренней структуры и состава Энцелада является ключом к моделированию условий его формирования. Важные вопросы которые проливают информацию о его происхождении:
 - полностью ли дифференциированы недра Энцелада?
 - каков их основной состав?
 - каково распределение масс в недрах спутника?
 - как различаются свойства материалов в его недрах?
 - присутствуют ли в недрах расплавленные слои?
 - присутствуют ли аммиак, метанол, хлориды или другие соединения снижающие температуру плавления и позволяющие существование слоев жидкости или изменяющие ледовые свойства в недрах Энцелада (даже небольшие количества примесей могут изменить реологические свойства на порядки величины)?
 - как тепло генерируется в недрах?
 - каким образом осуществляется его транспорт?
 - что из себя представлюют тепловые потоки в недрах и как они распределены?
3.  Вопросы эволюции Энцелада.
Понимание настоящей геологической активности Энцелада и формирование его поверхностной геологии является ключом к пониманию процессов эволюции Энцелада с момента его образования. Важные вопросы:
 - каков механизм генерации гейзеров?
 - как долго существует этот механизм?
 - каковы физические и химические условия в выбросах и в их источниках?
 - каковы характеристики вещества выбросов , маасы частиц, их размеры и скорости, распределения?
 - каковы скорости вылета и осаждения на поверхности?
 - меняется ли производительность гейзеров со временем?
 - мигрируют ли источники гейзеров вдоль тигровых полос?
 - имеются ли низкоуровневые выбросы или иные признаки криовулканической активности в областях за пределами южнополярного региона?
 - какова природа формирования тектонических образований?
 - почему различаются тектонические процессы на поверхности Энцелада?
 - каков источник тектонического формирования?
 - как много приливных деформаций возникает на Энцеладе?
 - как велики приливные силы воздействующие на поверхность Энцелада?
 - как формирование образований на Энцеладе коррелирует  с формированием образований на других ледяных лунах?

Вторая предлагает миссию к Энцеладу в рамках программы  New Frontiers которую можно было бы осуществить уже в следующем десятилетии:
http://www.lpi.usra.edu/decadal/opag/Enceladus_NF%20Mission.pdf

Миссия будет использовать солнечные батареи и на борту будет установлено четыре инструмента:
 - Mid-IR Thermal Instrument (MIRTI) - картирующий инструмент среднего инфракрасного диапазона позволит измерить температуры области горячих источников и также займется поисками регионов Энцелада более теплых по сравнению с окружающими областями. (Инструмент будет иметь лучшее спектральное и пространственное разрешение чем CIRS на борту "Кассини").
 - Ice Penetrating Radar (IPR) - радар для зондирования ледового покрова будет проводить исследования подповерхностных структур. (На "Кассини" подобный инструмент отсутствует).
 - Enceladus Mass Spectrometer (EMS) - масс-спектрометр для исследования наличия сложных органических соединений, в том числе и аминокислот, минимальный диапазон до 300 Dalton. (Кассини до 100 Dalton).
 - Imaging camera for Enceladus (ICE) - мультиспектральная камера с пространственным разрешением до 5 метров, способная разрешить полярные гейзеры и многие другие интересные структуры поверхности.
 - Gravity Experiment - не имеет непосредственно предназначенного инструментария, но позволит увеличить наши знания о гравитационном поле Энцелада, выполняя гравитационные измерения в результате многочисленных пролетов, что позволит моделировать внутреннюю структуру планеты.

После 9,4 летнего перелета к системе Сатурна, аппарат совершит четыре пролета Титана, что поможет вывести его на орбиту с параметрами пролетов Энцелада со скоростью ок 4 км/сек каждые 6,85 дней.
Продленная миссия может значительно повысить научную отдачу. Новые исследования в области астродинамики показали, что двухлетние пролеты Реи, Дионы и Тетиса помогут снизить пролетную скорость Энцелада до 1 км/сек включая 50 пролетов в течении года. Пролеты других лун также позволят провести сравнительное изучение среднеразмерных спутников Сатурна.
Возможно даже, благодаря новым астродинамическим методам, аппарат сможет выйти на орбиту Энцелада!!!

И все это за 650 миллионов$ !!!!! :shock:

[byran]

Гм, реально странное предложение. Фактически предлагается сделать миссию класса Кассини, но за теже деньги что и Новые Горизонты или Юнона. Тем более что не понятно каково размера должны быть солнечные батареи на орбите Сатурна.  :shock:

Вообще насколько я понимаю в любом случае топлива даже для выхода на орбиту Сатурна должно занимать половину стартовой массы, а ведь потом еще нужно на маневры? Хотя видимо Кассини дал много уникальной информации о параметрах системы Сатурна, которая позволяет проводить моделирование будущих пролетов лун с гораздо меньшими затратами топлива. Это кстати показала продленная миссия Кассини (2010-2017 годов), когда несмотря на наличие лишь четверти первоначального запаса топлива удалось запланировать примерно столько же пролетов лун.

[byran]

Хотя конечно можно уложится, если пойти путем Розетты и взять недорогую коммерческую платформу от средне-размерного коммуникационного спутника. Единственное меня смущает, будут ли работать солнечные батареи после пролетов через гейзеры Энцелада?  :lol: Хотя конечно можно при каждом пролете их ориентировать по направлению выбросов.

[Бродяга]

Я проголосовал за Titan Lander, хотя Энцелад тоже интереснейший объект.

[pkl]

Гм, реально странное предложение. Фактически предлагается сделать миссию класса Кассини, но за теже деньги что и Новые Горизонты или Юнона. Тем более что не понятно каково размера должны быть солнечные батареи на орбите Сатурна.  :shock:

Здесь:
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/saturnfact.html
говорится, что интенсивность солнечной радиации /Solar irradiance/ у Сатурна составляет  14,90 Вт/кв. м, в то время как у Земли - 1367,6  Вт/кв. м, т.е. 0.011 от земного. Путём несложных подсчётов 1367,6 / 14,9 = 91,7. Вот во сколько раз больше должны быть фотоэлементы /или иные подобные устройства/ у аппарата, отправленного к Сатурну. При прочих равных.

[byran]

Гм, реально странное предложение. Фактически предлагается сделать миссию класса Кассини, но за теже деньги что и Новые Горизонты или Юнона. Тем более что не понятно каково размера должны быть солнечные батареи на орбите Сатурна.  :shock:

Здесь:
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/saturnfact.html
говорится, что интенсивность солнечной радиации /Solar irradiance/ у Сатурна составляет  14,90 Вт/кв. м, в то время как у Земли - 1367,6  Вт/кв. м, т.е. 0.011 от земного. Путём несложных подсчётов 1367,6 / 14,9 = 91,7. Вот во сколько раз больше должны быть фотоэлементы /или иные подобные устройства/ у аппарата, отправленного к Сатурну. При прочих равных.

Спасибо. В общем разница почти на 2 порядка! Т.е. если взять к примеру среднеразмерный 5-киловатнный геостационар, то останется всего лишь 50 Ватт на орбите Сатурна!  :shock: Это количества явно не хватит даже для питания одного нормального научного прибора.

Не пойму с чем связана эта тенденция полетов за пояс астероидов на солнечных батареях. Тот же Ганимед-Орбитер Европа решила на них делать. Неужели тащить туда огромные конструкции дешевле, чем радиозотопнные батареи  :?:

[Космос-3794]

Не пойму с чем связана эта тенденция полетов за пояс астероидов на солнечных батареях. Тот же Ганимед-Орбитер Европа решила на них делать. Неужели тащить туда огромные конструкции дешевле, чем радиозотопнные батареи  :?:

1. Запасы плутония ограничены:
Американский плутоний-238 практически израсходован и уже для Mars Science Laboratory заказан из российских запасов. Остающееся + опцион на 15кг (российских) будет использован для Jupiter Europa Orbiter (JEO).



2. Планируется бороться двумя путями.
 - Первое, НАСА переключается с использования MMRTG на ASRG (генераторы Стирлинга), снижая требуемые количества плутония в 4-5 раз. Это даст возможность отправить еще одну флагманскую миссию для исследования внешних планет и/или несколько класса New Frontiers.



Первый план продвигается и НАСА обьявило, что ASRG источники будут доступны для использования на одной из следующих миссий класса Discovery, для экспериментальной отработки.



 - Второе, правительство начинает финансирование производства нового плутония-238.
К сожалению конгресс решил не начинать финансирование производства плутония в 2010-м финансовом году. Но даже если финансирование начнется со следующего года, для наработки достаточного количества необходимо длительное время (как видно из графика наверху).

http://www.spacenews.com/policy/pu-238-restart-denied-with-final-passage-energy-bill.html

Ну а если ничего не выйдет :cry:  то остается только:





по материалам: http://www.futureplanets.blogspot.com/ и http://www.planetary.org/blog/archive/

[byran]

Да, я тоже это читал. Но все равно напоминает надуманную проблему, где путают причину и следствие. Сказали бы проще - жалко несколько сотен мегабаксов (или гигабаксов) выделять на новые миссии в область внешних планет. А то начинают говорить про какие-то несколько миллионов, которых не хватает для производства нового плутония...

[pkl]

Я думаю, тут не обошлось без политического давления со стороны "зелёных" организаций, к тому же. Вообще, сложившаяся ситуация даёт великолепный шанс начать разработки АМС с ЯЭУ /JIMO и иже с ним/. Но надеяться на это не приходится. Куда вероятнее, что под тем же "зелёным" нажимом они просто свернут свои программы по исследованию внешних планет. До лучших времён.     Вот и всё.

[Космос-3794]

Ренегаты из Росатома :twisted:

Россия открестилась (has reneged) от соглашения по доставке 10 кг плутония-238 в Соединенные Штаты в 2010 и 2011 и настаивает на новой сделке по продаже дорогостоящего материала жизненнонеобходимого для миссий исследования дальнего космоса.
Решение последовало вслед за отклонением конгрессом запроса президента Обамы на 30 млн долл в 2010 на нужды министерства энергетики для начала процесса возобновления производства местного плутония-238.
Производство плутония-238 в США было приостановлено в конце 80-х. Поэтому министерство энергетики, идя навстречу пожеланиям NASA, периодически закупало плутоний в России. Национальный Исследовательский Совет заявил в мае что общее количество плутония доступного NASA составляет 20 кг, примерно пятая часть которого предназначена для миссии MSL. Помимо этого радиоактивные изотопы также используются в неназванных проектах в целях национальной безопасности.
 В том же сообщении говорится что NASA необходимо около 30 кг плутония для трех межпланетных миссий планируемых до 2020. Флагманская миссия Jupiter Europa Orbiter потребует 24.6 кг для MMRTG-модулей котрые обеспечат от 700 до 850 Вт электрической энергии в течении 14-летнего полета.
Jim Green, директор планетных исследований NASA, сообщил что десятелетний план межпланетных исследований дальнего космоса находится под угрозой. Так как не только конгресс отложил запрос по возобновлению производства плутония-238, но и Росатом проинформировал министерство энергетики что не выполнит заказ на поставку запланированных 5 кг плутония в 2010 и не примет заказ на дополнительные 5 кг в 2011. В министерстве энергетики ожидают что переговоры по новому соглашению могут отложить доставку российского плутония на срок после 2011.
Green сказал что задержка на один год не доставит особых проблем, но дальнейшие срывы поставок могут причинить серьезный ущерб, т.к. американским лабораториям необходимо несколько лет для подготовки, упаковки и загрузки плутония в источники энергопитания.
Несмотря на неопределенность NASA выступило 7 декабря с объявлением драфта для программы Discovery 12, приглашая исследователей к предложению проектов миссий стоимостью 425 млн долл, предполагаемых к запуску в 2016, которые будут использовать новую систему радиоизотопных генераторов. Также продолжаются работы над научными инструментами миссии Jupiter Europa Orbiter, с запуском в 2020 с пятью MMRTG на борту. Ralph McNutt, планетный исследователь, говорит что российский демарш подтверждает насколько важно возобновления собственного производства плутония.
 - Если мы этого не сделаем, все кончено. Мы "в пролете".
Долгосрочные планы NASA - включавшие также более 50 кг для пилотируемых лунных экспедиций - намного превышают российские запасы.
Но без российского плутония миссия к Европе будет задержана до тех ор пока американские лаборатории не наработают достаточного количества - семилетний процесс который не может быть значительно сокращен даже если Соединенные Штаты выделят намного более необходимых для возобновления 150 млн долл. Необходимо примерно в 10 раз большая сумма чтобы значительно ускорить процесс.
Без российского плутония единственный выход, использование более эффективных, но непроверенных, перспективных радиоизотопных генераторах Стирлинга (ASRGs). В таком случае понадобится всего 6 кг плутония. Несколь комодулей ASRG проходят долгосрочные испытания в исследовательском центре Гленна, и компания-производитель, Denver-based Lockheed Martin Space Systems, планирует собрать два летных модуля для мисси по программе of Discovery 12. Каждый ASRG весит менее 30 кг и способен произвести до 140 Вт электрической энергии из 0.88 кг плутония.
Инженеры рассматривают полет 2016 года как демонстрационный для возможного использования  ASRG на флагмаской миссии к Европе.

http://www.spacenews.com/civil/091211-russia-withholding-plutonium-needed-nasa.html

P.S. Неспособны ни на что, кроме мелкого жлобства. :evil: