Europa Clipper

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Europa Clipper
Заказчик

НАСА

Задачи

изучение Европы

Спутник

Юпитер

Выход на орбиту

04.04.2028

Запуск

21.11.2021

Ракета-носитель

Atlas V 551 или SLS

Длительность полёта

6 лет (Atlas V) или 2 года (SLS)

Europa Clipper — проект автоматической межпланетной станции НАСА, предназначенной для изучения Европы на предмет её обитаемости. Оптимальная дата для запуска аппарата будет 21 ноября 2021 года. В этом случае зонд достигнет системы Юпитера спустя шесть лет, 4 апреля 2028 года[1]. Миссия Europa Clipper, в случае её утверждения, обеспечит номинальный гарантированный период работоспособности зонда в районе Европы не менее 109 дней. Общее время исследований Европы составит 3,5 года, за которые зонд совершит 45 облетов спутника на высоте от 2700 до 25 км. Стоимость реализации проекта по состоянию на июль 2013 года составляет $2.1 млрд. (без учета стоимости ракеты-носителя и запуска). Научный сотрудник проекта — Роберт Паппалардо.

История проекта[править | править вики-текст]

  • До 2009 года проект являлся частью международной программы Europa Jupiter System Mission (НАСА/ЕКА/Роскосмос/JAXA), запланированной к запуску на 2020 год, и назывался Jupiter Europa Orbiter (JEO).
  • В начале 2011 года миссия JEO была отменена в связи с её дороговизной ($4,7 млрд), сокращением некоторых исследовательских программ в пользу изучения Марса и сложностью посадки спускаемого аппарата на поверхность Европы (детализация изображений, полученных «Галилео», не позволяет судить о характере поверхности спутника).
  • В апреле 2011 года был представлен удешевленный наследник миссии JEO — проект Europa Clipper, орбитальный зонд стоимостью $2 млрд (без учёта стоимости ракеты-носителя Atlas V 551 и запуска).
  • Март 2012 года — презентация проекта Europa Clipper на ежегодной конференции OPAG (Outer Planets Assassemet Group).
  • 10 апреля 2013 года — Администрации президента США опубликовала предложение к НАСА на 2014 бюджетный год по сокращению на 200 млн долларов финансирование программ, связанных с изучением дальних планет Солнечной системы. Таким образом, финансирование и разработка программы миссии к Европе начнется не ранее 2015—2016 гг., после принятия бюджета на 2015 финансовый год.
  • Июль 2013 года — научные команды Europa Science Definition Team, JPL и лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса представили на конференции OPAG совместный доклад, развивающий идеи проекта Europa Clipper, положенные в апреле 2011 года.
  • В начале сентябре 2013 года стало известно, что команда, прорабатывающая концепцию миссии Europa Clipper, отказалась от использования разрабатываемого НАСА радиоизотопного генератора энергии нового поколения (Advanced Stirling Radioisotope Generator, ASRG). Причиной отказа стали проблемы с надежностью ASRG и экстремальные радиационные условия системы Юпитера. В качестве источника энергии для Europa Clipper прорабатываются только MMRTG (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator, подобный источник установлен в MSL, а гарантированный срок его службы составляет не менее 14 лет) и солнечные панели (панели размером 2×9 м, установленные в зонде Юнона (КА), вырабатывают 150 Ватт энергии, что эквивалентно вырабатываемой энергии от MMRTG)[2].
  • 13 января 2014 — на конференции OPAG были представлены обновленные данные по проекту миссии.
  • 4 марта 2014 года НАСА объявило о планах отправки миссии к Европе: в проекте американского бюджета на 2015 год для этой цели целенаправленно выделено 15 млн долларов (всего за последние годы на проработку различных аспектов миссии потрачено более 150 млн). Фаворитом среди предложенных проектов является проект миссии Europa Clipper. Предполагаемая дата запуска была сдвинута с 2021 на 2024 год с прибытием в систему Юпитера в 2031 году.
  • 28 апреля 2014 года НАСА выпустило пресс-релиз[3], согласно которому агентство в состоянии профинансировать лишь такую миссию к Европе, чья стоимость не превысит 1 млрд долларов.
  • В середине июля 2014 года НАСА объявило о готовности выделить 25 млн долларов на разработку инструментов для будущего зонда. Поскольку американское агентство не смогло определиться со списком необходимых приборов, был объявлен конкурс на лучшее предложение по наиболее эффективному изучению Европы. Предложения будут рассмотрены группой экспертов, которая соберется 17 октября, а в апреле 2015 года будут отобраны 20 заявок-победителей[4]. В итоге экспертная группа определит восемь приборов, которые будут установлены на зонде.

Цели и задачи проекта[править | править вики-текст]

Перед Europa Clipper стоят две главные цели:

  • исследовать Европу на предмет её обитаемости;
  • собрать достаточное количество информации для определения места посадки спускаемого аппарата в составе следующей миссии.

Для достижения этих целей перед Europa Clipper поставлено три основных задачи:

  • Ледяная оболочка и океан: подтвердить существование подледного океана и полыней и изучить процессы взаимодействия ледяной корки и океана.
  • Структура: определить распределение и химический состав основных соединений и их связи в подледном океане.
  • Геология: охарактеризовать поверхность, включая места недавней и текущей активности.

Сценарий миссии[править | править вики-текст]

Фаза межпланетного перелета

  • 21 ноября 2021 года — запуск (стартовое окно — с 15 ноября длительностью 21 день).
  • 14 мая 2022 года — первый гравитационный манёвр (Венера).
  • 24 октября 2023 года — второй гравитационный манёвр (Земля).
  • 24 октября 2025 — третий гравитационный манёвр (Земля).

Фаза исследования Европы

  • 4 апреля 2028 года — прибытие Europa Clipper в систему Юпитера и начало исследований Европы (109 дней). В течение номинальной миссии Europa Clipper передаст 1,4 Тбайт данных, включая изображения высокого разрешения с детализацией вплоть до 0,5 м на пиксель, данные радиолокационного зондирования и спектры поверхности, а также измерения магнитного поля. Во время ближайшего сближения зонда с поверхностью (25 км от замороженной поверхности спутника) радар определит толщину ледяной коры Европы и глубину лежащего под ней водного океана (а при наиболее благоприятном стечении обстоятельств — даже его соленость). По полученным в ходе миссии результатам будет определено место посадки спускаемого аппарата в составе следующей миссии.
  • октябрь 2031 года — номинальное завершение миссии.

Характеристики[править | править вики-текст]

Ракета-носитель[править | править вики-текст]

Europa Clipper будет выведен на орбиту либо ракетой-носителем Atlas V 551 (стоимость запуска — около 200 млн долларов), либо ракетой-носителем SLS (предварительная оценка стоимости запуска — около 1 млрд долларов). В случае утверждения SLS полет не потребует гравитационных манёвров и займет 2,73 года с пуском 14 июня 2022 года (самая ранняя возможная дата при использовании РКН SLS) и прибытием в систему Юпитера 4 марта 2025 года. В случае утверждения Atlas V полет потребует EVEE-манёвра (Земля-Венера-Земля-Земля) и займет 6,37 года.

Конструкция[править | править вики-текст]

  • Полная масса: 3582 кг (вариант с 5 MMRTG).
  • Сухая масса: 2072 кг.
  • Масса радиационной защиты: 54 кг.
  • передача данных на Землю: 3,0-м high-gain антенна со скоростью передачи 134 кбит/с.
  • Источник питания: 5 MMRTG либо 2 солнечных батареи, способных вырабатывать 391 Вт энергии.

Научная аппаратура[править | править вики-текст]

Минимальный перечень научных приборов состоит из следующих позиций:

  • Камера (для съемки поверхности и построения её 3D-модели). Максимальная детализация: 0,5 м на пиксель. Детализация с высоты 100 км: 25 м на пиксель.
  • ИК-спектрометр (для определения химических маркеров).
  • Радар (для сканирования и проникновения в ледяную оболочку).

Рекомендуемый перечень научных приборов включает три дополнительных инструмента:

  • Магнитометр и Зонд Ленгмюра (для определения солености океана).
  • Масс-спектрометр нейтральных частиц (для определения состава экзосферы).
  • Прибор для подтверждения наличия океана.

Схожие миссии[править | править вики-текст]

Современное поколение АМС, предназначенных для исследования системы Юпитера с прибытием в конце 2020-х гг., состоит из аппаратов европейского, российского и американского космических агентств. Это JUICE (ЕКА), Лаплас — Европа П (Роскосмос) и ещё не утвержденный Europa Clipper. Успех этих миссий во многом обеспечит будущее развитие спускаемых аппаратов на поверхность галилеевых спутников в 2030-х и/или 2040-х гг.

Примечания[править | править вики-текст]