Jüpiter Buzlu Uydular Orbiter -Jupiter Icy Moons Orbiter
Jüpiter Buzlu Uydular Mekiği ( JIMO ) önerilen olan NASA uzay aracı buz keşfetmek için tasarlanmış Jüpiter uydularını . Ana hedef, bir sıvı su okyanusunun yabancı yaşamı barındırabileceği Europa idi . Artık buzlu yüzeylerinin altında sıvı, tuzlu okyanuslara sahip olduğu düşünülen Ganymede ve Callisto da sondanın ilgi odağıydı.
JIMO uzay aracı
JIMO, çok sayıda devrimci özelliğe sahip olacaktı. Jüpiter aylarına yaptığı ana yolculuk boyunca , Yüksek Güçlü Elektrikli Tahrik veya NEXIS motoru aracılığıyla bir iyon tahrik sistemi tarafından tahrik edilecek ve küçük bir fisyon reaktörü tarafından desteklenecekti . Bir Brayton güç dönüştürme sistemi, reaktör ısısını elektriğe dönüştürecektir. Geleneksel güneş veya radyoizotop termoelektrik jeneratör (RTG) tabanlı güç sistemlerinin elektrik çıktısının bin katını sağlayan reaktörün, tam ölçekli bir buza nüfuz eden radar sistemini uçurmak ve güçlü, yüksek bant genişliğine sahip bir veri sağlamak gibi fırsatlar yaratması bekleniyordu. verici.
Elektrikli tahrik (8 iyon motor ve çeşitli boyutlarda Hall iticileri ) kullanmak , Jüpiter'in uyduları etrafındaki yörüngelere girip çıkmayı mümkün kılacak ve kısa uçuş yapması gereken mevcut uzay aracı için var olandan daha kapsamlı gözlem ve haritalama pencereleri yaratacaktır. manevra için sınırlı yakıt nedeniyle manevralarla.
Tasarım, reaktörün, hassas uzay aracı ekipmanını koruyan güçlü bir radyasyon kalkanının arkasına uzay aracının ucuna yerleştirilmesi çağrısında bulundu . Reaktör, yalnızca, sonda Dünya yörüngesinden iyice çıktıktan sonra çalıştırılacaktı, böylece yörüngeye fırlatılması gereken radyonüklid miktarı en aza indirildi. Bu konfigürasyonun, dış Güneş Sistemi'ne yönelik önceki görevlerde kullanılan RTG'lerden daha az riskli olduğu düşünülüyor .
Europa Lander Misyon JIMO üzerinde küçük nükleer enerjili Europa Aracına eklemeyi önerdi. Aynı zamanda Dünya'ya bir iletişim rölesi olarak da işlev görecek olan yörünge aracı ile seyahat edecekti. Europa'nın yaşanabilirliğini araştıracak ve Europa'nın buzlu kabuğunun içindeki ve altındaki suyun varlığını doğrulayarak ve özelliklerini belirleyerek astrobiyolojik potansiyelini değerlendirecektir .
Northrop Grumman , 20 Eylül 2004'te, Lockheed Martin ve Boeing IDS'yi geride bırakarak 400 milyon ABD Doları tutarında bir ön tasarım sözleşmesi için seçildi . Sözleşme 2008'e kadar sürecekti. İnşaat ve bireysel enstrümanları kapsayan ayrı sözleşmeler daha sonraki bir tarihte verilecekti.
Ön tasarım özellikleri
- Alçak Dünya yörüngesindeki brüt kütle: 36.375 kg
- Ksenon yakıt kütlesi: 12.000 kg
- Reaktör modülü kütlesi: 6.182 kg (200 kWe çıkış)
- Uzay aracı modülü kuru kütlesi: 16.193 kg
- Bilim yük kütlesi: 1.500 kg
- Elektrikli turbo alternatörler: çoklu 104 kW (440 V AC)
- Açılır radyatör: 422 m 2 yüzey alanı
- Elektrikli Herakles iyon iticileri: çoklu 30 kW yüksek verimlilik, 7.000 s özgül darbe (69 kN·s/kg)
- Salon iticileri: yüksek güç, daha yüksek itme
- Telekomünikasyon bağlantısı: 10 Mbit/s (4×250 watt TWTA)
- Devreye alınan boyut: 58,4 m uzunluk × 15,7 m genişlik
- İstiflenmiş boyut: 19,7 m uzunluk × 4,57 m genişlik
- Görev tasarım ömrü: 20 yıl
- Lansman tarihi: 2017
- Fırlatma Aracı: Delta IV Heavy
- Maliyet: Lansman hariç 16 milyar $
nükleer tahrik
JIMO misyonunun, 200 kWe'lik küçük bir fisyon güç sistemi tarafından sağlanan güçle, uzun süreli görev için bir nükleer elektrik tahrik sistemi içermesi önerildi . Nükleer tahrik programı, DOE'nin Deniz Reaktörleri şubesi tarafından 2003'ten 2005'e kadar yürütülmüştür .
Önerilen sistem tasarımı, JIMO görevinin uzun ömrü boyunca 200 kilowatt'lık bir güç çıkışı üretmek için gaz soğutmalı bir reaktör ve Brayton güç dönüşümüydü.
Görev profili
İki transfer aşamasını ve sondayı birleştirmek için Mayıs 2015'te LEO'ya üç lansman planlandı. Transfer aşamaları, sondayı Ekim 2015'in sonundan Ocak 2016'nın ortasına kadar uzanan fırlatma penceresi sırasında Jüpiter'e olan yörüngesinde fırlatmak için tasarlandı.
Uçuşun ilk ayında, sondanın ana yapıları konuşlandırılacak, nükleer reaktör etkinleştirilecek ve iticiler test edilecekti. Gezegenler arası uçuş Nisan 2021'e kadar sürecekti (iyon motorlarının zamanın üçte ikisinde çalışması gerekiyordu).
Sonda Jüpiter'in etki alanına girdiğinde, navigasyon daha karmaşık ve zor hale gelecekti. Sonda yörüngeye girmek için yerçekimi yardım manevralarını kullanmak zorunda kalacaktı.
Sonda, Callisto'yu ve ardından Ganymede'yi her biri üç ay boyunca ve son olarak da bir ay boyunca Europa'yı incelemiş olacaktı ( yörünge koşulları uygun olduğunda Io çalışmaları da planlandı).
2025 yılının Eylül ayındaki görevin sonunda, araç Europa çevresinde sabit bir yörüngeye park edilmiş olacaktı.
İptal
NASA'da mürettebatlı uzay görevlerini tercih eden önceliklerdeki bir değişiklik nedeniyle , proje 2005'te fon kaybetti ve JIMO görevini etkin bir şekilde iptal etti. Diğer konuların yanı sıra, önerilen nükleer teknoloji, çoklu fırlatma ve yörünge içi montaj misyon mimarisi gibi çok iddialı kabul edildi. JIMO'lu Jet Propulsion Laboratuvarı'ndaki mühendisler, 2005 ilkbahar ve yaz aylarında işten çıkarıldı veya yeniden görevlendirildi.
Bütçe değişikliklerinin bir sonucu olarak, NASA bunun yerine , reaktör ve ısı reddetme sistemlerini test etmek için Dünya'ya daha yakın bir hedefe yönelik bir gösteri görevi düşünüyor . Uzay aracı muhtemelen orijinal boyutundan da küçültülecektir.
İptal edildiğinde, JIMO görevi erken bir planlama aşamasındaydı ve fırlatma 2017'den önce beklenmiyordu. Bu, NASA'nın nükleer fisyonun bir uzay aracı tahrik aracına dönüştürülmesine yönelik bir program olan Project Prometheus'un önerilen ilk görevi olacaktı .
Daha sonra önerilen değiştirmeler
JIMO'dan sonra NASA ve ESA, Jüpiter'in uydularına ortak bir görev olan Europa Jüpiter Sistemi Misyonu planladı . Bu görev de 2011 yılında iptal edildi.
ESA o zamandan beri bu tasarım üzerinde ayrı olarak çalışmaya devam etti ve 2 Mayıs 2012'de finansman için diğer iki ESA görevi yerine Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) misyonunu seçti . JUICE görevi, Jüpiter uyduları Europa, Callisto ve Ganymede'yi inceleyecek ve 2022'de bir Ariane 5 taşıyıcı roketinde ESA L sınıfı bir görev olarak fırlatılacak.
2010'ların sonlarında, Europa Clipper , güneş enerjisiyle çalışması ve yörüngesinden ziyade ayın birden fazla uçuşuyla meşgul olması bakımından önemli bir farkla, Europa'nın ana NASA görevi haline geldi. Benzer bir başka görev, Europa Clipper'ı tamamlamak için önerilen bir NASA astrobiyoloji görevi Europa olan Europa Lander'dir. Europa Clipper'ın 2024'te, Europa Lander'ın ise 2025'te piyasaya sürülmesi planlanıyor.
Ayrıca bakınız
- Europa Lander (NASA) (Europa Clipper için bağımsız olarak başlatılan iniş takip aracı)
- Jüpiter Buzlu Ay Gezgini (daha sonra ESA tarafından planlanan Jüpiter sistem araştırması)