Outer Planets Flagship mission. Куда летим?

[byran]

Как известно в начале этого года NASA окончательно решило урезать финансирование Марсианской программы и организовать миссию в область внешних планет - типа Flagship (т.е. с бюджетом 3 млрд. доллларов) и с возможным запуском в 2015-2017 годах.

http://www.lpi.usra.edu/pss/presentations/200707/niebur_flagship.pdf (6 МБ)
В этом документе приведены 4 концепции, сразу скажу, что от четвертной концепции - полет к Энцеладу уже отказались. Окончательный выбор концепции произойдет уже в конце этого года.

Итак:

1) Европа.
Concept: Europa Orbiter with Galilean tour
• Science: Explore Europa and investigate its habitability
• Launch Vehicle: Delta IV-H
• Trajectory: VEEGA
• Power Supply: MMRTG or ASRG
• Mission Timeline
– Launch: ~6/2015
– Jupiter Arrival: ~7/2021
– Galilean Satellite Tour Science: ~1.5-2.5 yrs
– Europa prime mapping: ~90 days
– Spacecraft operates until loss of control and impact into Europa surface
• Instruments: 11 (163 kg, 172 W)
• Mass and Power Margins: 54%
• Unallocated Mass: ~200 kg

2) Ганимед
Concept: Long-lived (~5 year) Jupiter System
Observer encompassing science objectives for entire Jupiter system
• Science: Study the Galilean satellites (surfaces, interiors, atmospheres) and Jupiter (atmosphere and magnetosphere) as a means of understanding the jovian system as a whole
• Launch Vehicle: Delta IV-H
• Trajectory: VEEGA
• Power Supply: MMRTG (trade TBD)
• Mission Timeline
– Launch: 8/2022 (worst case opportunity)
– Jupiter Arrival: ~6 yr cruise
– Galilean Satellite Tour: ~2.5 yrs
• 2 Io flybys, 6 Europa, ~15 Ganymede, ~10 Callisto
– Ganymede Orbit: ~2 years
• 1 yr elliptical orbit for magnetospheric science (200 x 25000 km, ~60deg incl.)
• 1 yr circular polar orbit for mapping and geophysics (100 km, ~90deg inclination)
– Spacecraft operates until loss of control and impact into Ganymede surface
• Instruments: 14 (234 kg, ~200W)
• Mass and Power Margins: set at ~43%
• Unallocated Mass: TBD


3) Титан
Concept: Titan orbiter with lander plus aerobot
• Science: Exploring an organic-rich Earth-like world
• Launch Vehicle: Atlas 551
• Trajectory: gravity assists (TBD)
• Power Supply: ASRG for orbiter, MMRTG for lander and balloon (trades TBD)
• Mission Timeline
– Launch: ~6/2018
– Titan Arrival: ~2028
– Lander and Aerobot released
• Lander targeted to dunes
• Balloon targeted to 30deg latitude, completes 2 circumnavigations
– Orbiter aerocaptures into 1700 km circular near polar Titan orbit
• Three mission elements
– Titan Orbiter: 4 year lifetime, 163 kg payload, 319 W
– Titan Lander: 1 year lifetime, 46 kg payload, 65 W
– Titan Balloon: 1 year lifetime, 36 kg payload, 97 W
• Mass and Power Margins: TBD
• Unallocated Mass: TBD

4) Энцелад

Concept: Saturn Orbiter drops off small Enceladus (soft) Lander
• Science: Understand the formation, maintenance and implications of the unique geyser features on Enceladus
• Launch Vehicle: Delta IV-H
• Trajectory: 25 kW SEP stage with EGA
• Power Supply: ASRG
• Mission Timeline
– Launch: 4/2018
– Saturn Arrival: 7.5 yr cruise
– Orbital Adjustment: <1 yr
– Enceladus Tour: ~1.5 yr
• ~50 Enceladus flybys
• Short lived soft lander (1 week)
– Spacecraft disposal into Saturn
• Orbiter Instruments: 8 (~63 kg, ~90 W)
• Lander Instruments: 8 (~12 kg, ~50 W)
• Mass and Power Margins: set at ~30%
• Unallocated Mass: Maybe

• Concept: Enceladus Orbiter
• Science: Understand the formation, maintenance and implications of the unique geyser features on Enceladus
• Launch Vehicle: Delta IV-H
• Trajectory: VEEGA (chemical)
• Power Supply: ASRG
• Mission Timeline
– Launch: 9/2018
– Saturn Arrival: 11.5 yr cruise
– Orbital Adjustment: ~3 yrs
• Including ~25 Rhea flybys to pumpdown orbit
– Enceladus Orbit: ~2.4 yr
• Mapping orbit at 45deg inclination and 200 km
• Short duration polar orbit at 100 km
– Spacecraft impacts Enceladus at EOM
• Orbiter Instruments: 8 (~65 kg, ~80 W)
• Mass and Power Margins: set at ~30%
• Unallocated Mass: Yes

[Lin]

Лететь к Европе, назвать зонд - "Артур Кларк".
Титан, конечно, тоже очень интересен. Даже ОЧЕНЬ.
Но будем последовательны.

[Tiger]

– Titan Lander: 1 year lifetime, 46 kg payload, 65 W
– Titan Balloon: 1 year lifetime, 36 kg payload, 97 W

КАК!?  :shock:  Как они этого собираются добиться?

[Имxотеп]

Как показывает практика, ни одна межпланетная миссия не укладывается в первоначально выделенный бюджет. Финальная сумма отличается от исходной минимум раза в 1.5-2, особенно для сложных миссий. То бишь "флагманская" экспедиция выльется не в 3, а в 5-6 гигабаксов, что при нынешних бюджетных зажимах в США выглядит просто нереально.
Более разумным мне представляется подход, аналогичный исследованию Марса в последние 20 лет, когда после мега миссии Викингов пошли серии недорогих специализированных программ (MGS, Pathfinder, MER, Phoenix), которые подготовили фундамент для следующего флагмана - MSL.  Так и здесь, послать несколько простых аппаратов (камера+радар), чтоб они прощупали почву на Европе/Титане, а потом только отправлять туда очередной "мега Галилея/Кассини". Это обойдется и дешевле, и информации в итоге даст больше, и начинать можно хоть сейчас. Отправиьт что-нибудь совсем простенькое на Титан, а пока оно туда летит заниматься Европой.

[mihalchuk]

До Марса недалеко лететь, поэтому вполне разумно посылать точечные миссии. Другое дело - Юпитер и, тем далее - Сатурн. Тут как раз и нужны мегамиссии, а при точечных пробах замучаемся ждать результатов.

[byran]

Как показывает практика, ни одна межпланетная миссия не укладывается в первоначально выделенный бюджет. Финальная сумма отличается от исходной минимум раза в 1.5-2, особенно для сложных миссий. То бишь "флагманская" экспедиция выльется не в 3, а в 5-6 гигабаксов, что при нынешних бюджетных зажимах в США выглядит просто нереально.

Гм, а Кассини взяла и уложилась  :?:
http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/nk/1997/21/21-1997.html
Стоимость программы, определенная на момент запуска, составляет около 3.3 млрд $. Из них на разработку было израсходовано: NASA — 1.422 млрд $ (включая два прибора на зонде), ЕКА — 500 млн $, Италия — 160 млн $. Заказ радиоизотопных генераторов у Министерства энергетики США обошелся в 144 млн $. Стоимость ракеты-носителя — 422 млн $. Предстоящие расходы составят 54 млн $ на слежение за аппаратом и 755 млн $ на управление и обработку информации. Удивительно, но с 1992 г. программа "Cassini" не превышала пределов отведенного ей бюджета. Щедра американская космическая программа, ничего не скажешь.

[Dims]

Я проголосовал за Ганимед -- что-то новенькое.

[Dude]

За Титан. Наредкость смелая миссия.

[Имxотеп]

Гм, а Кассини взяла и уложилась  :?:

А Кассини вообще уникальная миссия. Она "уложилась" благодаря оригинальному нововведению - Cassini Resource Exchange - своеобразной "бирже", где каждая из команд-разработчиков оборудования могла купить/продать/обменять массу, потребляемую мощность, ресурсы канала связи или просто часть бюджета своей аппаратуры. Поэтому при фиксированном бюджете был получен абсолютно оптимальный результат. Подробнее здесь.
К сожалению подобная бизнес-модель широкого распространения не получила и сейчас мы имеем то, что мы имеем.

PS И еще важное замечание, 3.3 Г$ на Кассини в 1997 году, это совсем не 3.3  Г$ сейчас. С учетом инфляции в США это эквивалентно 4.3-4.4  Г$  2008 года(см калькулятор)..

[Georgij]

для начала обьясните пожалуйста, эти проекты не то же самое что европейские Лапла и Тандем?

[pkl]

для начала обьясните пожалуйста, эти проекты не то же самое что европейские Лапла и Тандем?

Очень похоже на то. Так что весьма вероятна кооперация как в проекте АМС "Кассини". Я голосовал за Европу. По всем известным причинам. Но, конечно же, хотелось бы и Титан с Энцеладом. И Нептун с Ураном. Что будет, увы, не скоро.

[Georgij]

Почему бы не разделить эти миссии - НАСА к Европе, Европа + российский РН к Титану. Неужели нереально?

[mihalchuk]

Почему бы не разделить эти миссии - НАСА к Европе, Европа + российский РН к Титану. Неужели нереально?

У Европы есть свой РН. :?

[Alex_II]

Почему бы не разделить эти миссии - НАСА к Европе, Европа + российский РН к Титану. Неужели нереально?

У Европы есть свой РН. :?

Да, пожалуй... И на отлетную Ариан больше выводит... На сколько, кстати? К нашим РН имеет смысл обращаться при перерасходе средств, чтоб немного съэкономить... если не боишься...

[pkl]

...Более разумным мне представляется подход, аналогичный исследованию Марса в последние 20 лет, когда после мега миссии Викингов пошли серии недорогих специализированных программ (MGS, Pathfinder, MER, Phoenix), которые подготовили фундамент для следующего флагмана - MSL.  Так и здесь, послать несколько простых аппаратов (камера+радар), чтоб они прощупали почву на Европе/Титане, а потом только отправлять туда очередной "мега Галилея/Кассини". Это обойдется и дешевле, и информации в итоге даст больше, и начинать можно хоть сейчас. Отправиьт что-нибудь совсем простенькое на Титан, а пока оно туда летит заниматься Европой.

Ваша идея заманчива. Вот только - удастся ли нам сэкономить? И каково реальное соотношение стоимость/затраты? Имхо, заметную разницу в стоимости можно получить, если запускать пролётный аппарат вроде Пионера-10. А не шибко навороченный Europa Orbiter был закрыт, когда его стоимость приблизилась к миллиарду. А сколько JUNO стоит? Потолок - 700 млн. $!

Ссылочка на pdf ы проектовhttp://solarsystem.nasa.gov/multimedia/downloads.cfm

[pkl]

А почему бы не попробовать самим что-нибудь запустить? Допустим, маленький орбитер к Титану?

[us2-star]

Ну не надо так уж демонизировать Российские РН..  
Правда на АМС "наружу" им часто не везет..
У Ариан-5 надежнось примерно такая же..

[Georgij]

Juno НА мой взгляд полная фигня. Лучше бы что то вроде "Галилео" послали.

[Дмитрий Виницкий]

Тоже за Ганнимед проголосовал.

[pkl]

Тоже за Ганнимед проголосовал.

Зачем? Что там интересного?