Jupiter Icy Moons Orbiter

För Europeiska rymdorganisationens uppdrag, se Jupiter Icy Moons Explorer .

Konstnärers uppfattning om Jupiter Icy Moons Orbiter

Jupiter Icy Moons Orbiter ( JIMO ) var en föreslagen NASA- rymdfarkost designad för att utforska Jupiters iskalla månar . Huvudmålet var Europa , där ett hav av flytande vatten kan hysa främmande liv. Ganymedes och Callisto , som nu tros ha flytande, salta hav under sina isiga ytor, var också mål av intresse för sonden.

Rymdfarkosten JIMO

Framåtvy av JIMO

JIMO skulle ha ett stort antal revolutionerande funktioner. Under hela sin huvudsakliga resa till Jupitermånarna skulle den drivas av ett jonframdrivningssystem via antingen High Power Electric Propulsion eller NEXIS-motorn och drivas av en liten fissionsreaktor . Ett Brayton kraftomvandlingssystem skulle omvandla reaktorvärme till elektricitet. Genom att tillhandahålla tusen gånger den elektriska effekten av konventionella sol- eller radioisotop termoelektriska generatorer (RTG)-baserade kraftsystem, förväntades reaktorn öppna upp möjligheter som att flyga ett fullskaligt isgenomträngande radarsystem och tillhandahålla en stark, hög bandbreddsdata sändare.

Att använda elektrisk framdrivning (8 jonmotorer, plus Hall-propeller av varierande storlek) skulle göra det möjligt att gå in i och lämna banor runt Jupiters månar, vilket skapar mer grundliga observations- och kartläggningsfönster än vad som finns för nuvarande rymdfarkoster, som måste göra korta flyg- genom manövrar på grund av begränsat bränsle för manövrering.

Konstruktionen krävde att reaktorn skulle placeras i spetsen av rymdfarkosten bakom en stark strålningssköld som skyddar känslig rymdfarkostutrustning. Reaktorn skulle bara slås på när sonden var långt utanför jordens omloppsbana, så att mängden radionuklider som måste skjutas upp i omloppsbana minimeras. Denna konfiguration anses vara mindre riskabel än de RTG som använts vid tidigare uppdrag till det yttre solsystemet .

Europa Lander-missionen föreslog att JIMO skulle inkludera en liten kärnkraftsdriven Europa-landare. Den skulle färdas med orbitern, som också skulle fungera som ett kommunikationsrelä till jorden. Den skulle undersöka Europas beboelighet och bedöma dess astrobiologiska potential genom att bekräfta förekomsten och fastställa egenskaperna hos vatten inom och under Europas iskalla skal.

Northrop Grumman valdes den 20 september 2004 för ett preliminärt designkontrakt på 400 miljoner USD, och slog Lockheed Martin och Boeing IDS . Kontraktet skulle ha löpt till 2008. Separata kontrakt, omfattande konstruktion och enskilda instrument, skulle tilldelas vid ett senare tillfälle.

Preliminära designspecifikationer

NEXIS jonmotortest (2005)
HiPEP jonmotortest (2003)
  • Bruttomassa i låg jordomloppsbana: 36 375 kg
  • Massa xenondrivmedel: 12 000 kg
  • Reaktormodulens massa: 6 182 kg (200 kWe effekt)
  • Rymdfarkostmodulens torrvikt: 16 193 kg
  • Science nyttolast vikt: 1 500 kg
  • Elektriska turbogeneratorer: flera 104 kW (440 V AC)
  • Utfällbar radiator: 422 m 2 ytarea
  • Elektriska Herakles jonpropeller: flera 30 kW hög verkningsgrad, specifik impuls 7 000 s (69 kN·s/kg)
  • Hallpropeller: hög effekt, högre dragkraft
  • Telekommunikationslänk: 10 Mbit/s (4×250 watt TWTA)
  • Utplacerad storlek: 58,4 m lång × 15,7 m bred
  • Stuvstorlek: 19,7 m lång × 4,57 m bred
  • Missionsdesignlivslängd: 20 år
  • Lanseringsdatum: 2017
  • Lanseringsfordon: Delta IV Heavy
  • Kostnad: 16 miljarder dollar exklusive lansering

Kärnkraftsframdrivning

JIMO-uppdraget föreslogs att inkludera ett kärnkraftverk för det långvariga uppdraget, med kraft från ett litet 200 kWe fissionskraftsystem . Det nukleära framdrivningsprogrammet genomfördes från 2003 till 2005 av Naval Reactors-grenen av DOE .

Den föreslagna systemdesignen var en gaskyld reaktor och Brayton -effektomvandling för att generera en toppeffekt på 200 kilowatt effekt under JIMO-uppdragets långa livslängd.

Uppdragsprofil

Europa Lander Mission koncept cirka 2005 ( NASA )

Tre uppskjutningar planerades i maj 2015 till LEO för att montera de två överföringsstegen och sonden. Överföringssteg var utformade för att skjuta upp sonden på sin bana till Jupiter under uppskjutningsfönstret som sträcker sig från slutet av oktober 2015 till mitten av januari 2016.

Under den första månaden av flygningen skulle sondens huvudstrukturer utplaceras, kärnreaktorn aktiveras och propellerna testas. Den interplanetära flygningen skulle ha pågått till april 2021 (jonmotorerna skulle fungera två tredjedelar av tiden).

När väl sonden befann sig i Jupiters påverkansområde skulle navigeringen bli mer komplex och svår. Sonden skulle behöva använda gravitationshjälpmanövrar för att komma in i omloppsbana.

Sonden skulle ha studerat Callisto och sedan Ganymedes i tre månader vardera, och slutligen Europa i en månad (studier av Io planerades också när omloppsförhållandena skulle ha varit gynnsamma).

Vid slutet av uppdraget i september 2025 skulle fordonet ha parkerats i en stabil omloppsbana runt Europa.

Annullering

På grund av en förändring av prioriteringarna vid NASA som gynnade rymduppdrag med besättning, förlorade projektet finansiering 2005, vilket i praktiken avbröt JIMO-uppdraget. Bland andra frågor ansågs den föreslagna kärntekniken vara för ambitiös, liksom arkitekturen med flera lanseringar och monteringsuppdrag i omloppsbana. Ingenjörer vid Jet Propulsion Laboratory med JIMO permitterades eller omplacerades under våren och sommaren 2005. [ citat behövs ]

Som ett resultat av budgetförändringarna är NASA [ när? ] överväger istället ett demonstrationsuppdrag till ett mål närmare jorden för att testa reaktorn och värmeavvisningssystemen. Rymdfarkosten skulle möjligen även skalas ner från sin ursprungliga storlek. [ citat behövs ]

När det avbröts var JIMO-uppdraget i ett tidigt planeringsskede och uppskjutningen förväntades inte före 2017. Det skulle vara det första föreslagna uppdraget för NASA:s Project Prometheus , ett program för att utveckla kärnklyvning till ett medel för framdrivning av rymdfarkoster .

Efterföljande föreslagna ersättare

Efter JIMO planerade NASA och ESA ett gemensamt uppdrag till Jupiters månar, Europa Jupiter System Mission . Detta uppdrag avbröts också 2011.

ESA har sedan dess fortsatt att arbeta separat med den designen och valde den 2 maj 2012 uppdraget Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) framför två andra ESA-uppdrag för finansiering. JUICE-uppdraget kommer att studera Jupitermånarna Europa, Callisto och Ganymede och lanseras som ett ESA L-klassuppdrag 2023 på en Ariane 5 bärraket.

I slutet av 2010-talet blev Europa Clipper det viktigaste NASA-uppdraget till Europa med en betydande skillnad i att den skulle drivas av solenergi och delta i flera förbiflygningar av månen snarare än att kretsa runt den. Ett annat liknande uppdrag är Europa Lander , ett föreslaget NASA-astrobiologiuppdrag Europa, för att komplettera Europa Clipper. Europa Clipper är planerad att lanseras 2024 och Europa Lander planeras att lanseras 2025.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Jupiter_Icy_Moons_Orbiter&oldid=1116895436 "