Jak zbadać Uran z ograniczonymi zasobami? Astronomowie mają pomysł

Zmniejsz do połowy czasu, w którym przybyliśmy do Urana, było dalsze-i jest to niezbędne, jeśli chcemy go zbadać.

Przyniesienie sondy do gigantycznych mrożonych planet zajmuje trochę czasu – a Wycieczka Urana może potrwać do 13 latNawet przy pomocy grawitacji Jowisza. Jednak opracowywane jest kilka pomysłów w celu przyspieszenia tego procesu, szczególnie ze względu na zwiększone zainteresowanie wysyłaniem sondy.

Jednym z tych pomysłów jest użycie System aerokaptury Spowolnić sondę, gdy tylko osiągnie zamierzony cel. Nowi od Andrew Gomez-Delrio i jego współautorzy Centrum Badawczej NASA Langley opisują proponowaną misję dla orbitera Uranu (UOP), mogliby zastosować tę samą technologię aerokaptu, którą ciekawość wykorzystywała do radykalnej poprawy prędkości misji i pojemności ładunku.

Zastosowanie systemu aerokaptru do misji dla zimnych gigantów ma kilka zalet. Po pierwsze, jak wspomniano powyżej, może to znacznie skrócić czas podróży potrzebny, aby się tam dostać. Niektóre szacunki sugerują, że Czas podróży może zostać skrócony do połowyale przynajmniej skróciłby czas trwania podróży od lat.

Po drugie, odsetek ładunku, który można wykorzystać do misji głównej, a nie wykorzystywane jako paliwo śmigła, aby się tam dostać. Trzecią zaletą jest zmniejszenie wielkości i złożoności układu napędowego.

Wszystkie te zalety sprawiają, że system aerokaptujący wygląda dobrze na jakąkolwiek misję Uranu, więc jaki jest problem? Rozwój takiego systemu zwykle trwałby lata i kosztował miliony dolarów. Ale zgodnie z artykułem nie jest to konieczne – inżynierowie projektu mogli tylko nieznacznie zmodyfikuj system aerokaptru stosowany do pomyślnego noszenia laboratorium naukowego Mars Science – lepiej znany obecnie jako ciekawość – na powierzchnię czerwonej planety.

Pomimo pozornie bardzo odmiennej natury od dwóch misji, system aerokaptru może być zasadniczo taki sam. Formalnie jest znany jako System ochrony termicznej (TPS). Jego głównym elementem jest uchylenie węgla zaimpregnowane fenolą AS (CPI), materiał stosowany w tarczach termicznych z powodu jego Niska gęstość i przewodność cieplna.

Pomimo tego, że jest bardzo porowata, jest to jeden z najlepszych materiałów do ochrony statków cieplnych przed ciepłem cierpiącym przez powtórkę w atmosferze planety. Lub w tym przypadku podczas przechodzenia przez atmosferę planety. Intencją z sondy Urana nie jest zatrzymanie się w atmosferze planety, ale Przejdź to, Wykorzystując efekt opóźnienia na statku kosmicznym jako rodzaju hamulca.

W typowym scenariuszu TPS spadłby z własnym statkiem kosmicznym po tym, jak został wystarczająco spowolniony lub zostałby wyrzucony, gdy statek kosmiczny zbliżył się do powierzchni innej planety. W przypadku UOP TPS zostanie wyrzucony przed ustanowieniem na stabilnej orbicie wokół planety docelowej.

Ale system aerokaptru jest tylko częścią ogólnego zarządzania termicznego statku kosmicznego, a artykuł naukowy uwzględnia kilka innych systemów, jak Wyrafinowane rodzaje rur izolacyjnych i przewodzących ciepłem stały które przenoszą ciepło z różnych radio -eotopowych systemów wytwarzania energii termicznej do reszty sprzętu misji.

Artykuł zawiera również szczegółową analizę tego, jak te systemy działają na różnych etapach misji, takich jak przejście przez Wenus i ich „podróż hibernacji”.

Jak w przypadku wszystkich takich misji, peso Jest to funkcja decydująca, a system aerokaptru pozwoliłby na znaczne ilości masy w postaci mniej paliwa i niepotrzebne zewnętrzne zbiorniki paliwa. Ta redukcja wagi pozwala również na inne ustawienia pojazdu, w tym niektóre, które pozwalają na UOP Zbieraj dane Podczas fazy wycieczkowej lub uruchom kilka małych sond atmosferycznych nowej generacji (SNAPS).

Przed UOP wciąż jest długa droga, ponieważ nadal brakuje jej finansowania, mimo że jest emblematyczną misją najwyższego priorytetu najnowszego planetarnego badania dekadowego.

Biorąc pod uwagę ogólny brak finansowania, istnieje duża szansa, że ​​sama misja nigdy nie opuści papieru. Tymczasem projekty takie jak ten artykuł, który został sfinansowany ze stypendium inicjatywy wczesnej kariery NASA, będą nadal tworzyć misję, mając nadzieję, że pewnego dnia będzie on zbadać jedną z najciekawszych planet naszego Układu Słonecznego.