Júpiter Icy Moons Orbiter -Jupiter Icy Moons Orbiter
O Jupiter Icy Moons Orbiter ( JIMO ) foi uma proposta de espaçonave da NASA projetada para explorar as luas geladas de Júpiter . O principal alvo era Europa , onde um oceano de água líquida pode abrigar vida alienígena. Ganimedes e Calisto , que agora têm oceanos líquidos e salgados sob suas superfícies geladas, também foram alvos de interesse para a sonda.
A nave espacial JIMO
O JIMO deveria ter um grande número de recursos revolucionários. Ao longo de sua viagem principal às luas de Júpiter, ele seria impulsionado por um sistema de propulsão iônica por meio da propulsão elétrica de alta potência ou do motor NEXIS, e alimentado por um pequeno reator de fissão . Um sistema de conversão de energia Brayton converteria o calor do reator em eletricidade. Fornecendo mil vezes a produção elétrica de sistemas de energia convencionais baseados em energia solar ou gerador termoelétrico de radioisótopo (RTG), o reator deveria abrir oportunidades como voar em um sistema de radar de penetração de gelo em escala real e fornecer dados fortes e de alta largura de banda transmissor.
O uso de propulsão elétrica (8 motores iônicos, além de propulsores Hall de tamanhos variados) tornaria possível entrar e deixar órbitas em torno das luas de Júpiter , criando janelas de observação e mapeamento mais completas do que as existentes para as espaçonaves atuais, que devem fazer voos curtos. por manobras devido ao combustível limitado para manobrar.
O projeto previa que o reator fosse posicionado na ponta da espaçonave, atrás de um forte escudo de radiação que protegia o equipamento sensível da espaçonave. O reator só seria ligado quando a sonda estivesse bem fora da órbita da Terra, de modo que a quantidade de radionuclídeos que devem ser lançados em órbita seja minimizada. Esta configuração é considerada menos arriscada do que os RTGs usados em missões anteriores ao Sistema Solar externo .
A missão Europa Lander propôs incluir no JIMO uma pequena sonda Europa movida a energia nuclear. Ele viajaria com o orbitador, que também funcionaria como um retransmissor de comunicação com a Terra. Ele investigaria a habitabilidade de Europa e avaliaria seu potencial astrobiológico , confirmando a existência e determinando as características da água dentro e abaixo da concha de gelo de Europa.
A Northrop Grumman foi escolhida em 20 de setembro de 2004 para um contrato de projeto preliminar de US $ 400 milhões, derrotando a Lockheed Martin e a Boeing IDS . O contrato deveria durar até 2008. Contratos separados, cobrindo a construção e instrumentos individuais, deveriam ser adjudicados em uma data posterior.
Especificações preliminares de design
- Massa bruta na órbita baixa da Terra: 36.375 kg
- Massa do propelente de xenônio: 12.000 kg
- Massa do módulo do reator: 6.182 kg (saída de 200 kWe)
- Massa seca do módulo da nave espacial: 16.193 kg
- Massa da carga útil científica: 1.500 kg
- Turboalternadores elétricos: múltiplos 104 kW (440 V CA)
- Radiador implantável: área de superfície de 422 m 2
- Propulsores elétricos de íons Herakles: múltiplos 30 kW de alta eficiência, impulso específico de 7.000 s (69 kN · s / kg)
- Propulsores Hall: alta potência, maior empuxo
- Link de telecomunicações: 10 Mbit / s (4 × 250 watts TWTA)
- Tamanho implantado: 58,4 m de comprimento × 15,7 m de largura
- Tamanho armazenado: 19,7 m de comprimento × 4,57 m de largura
- Vida útil do projeto da missão: 20 anos
- Data de lançamento: 2017
- Veículo de lançamento: Delta IV Pesado
- Custo: $ 16 bilhões, excluindo o lançamento
Propulsão nuclear
A missão JIMO foi proposta para incluir um sistema de propulsão elétrica nuclear para a missão de longa duração, com energia fornecida por um pequeno sistema de energia de fissão de 200 kWe . O programa de propulsão nuclear foi conduzido de 2003 a 2005 pelo ramo de Reatores Navais do DOE .
O projeto do sistema proposto era um reator resfriado a gás e conversão de energia Brayton para gerar um pico de produção de 200 quilowatts de energia durante a longa vida da missão JIMO.
Perfil da missão
Três lançamentos foram planejados para maio de 2015 para LEO a fim de montar as duas etapas de transferência e a sonda. Os estágios de transferência foram projetados para lançar a sonda em sua trajetória para Júpiter durante a janela de lançamento que se estende do final de outubro de 2015 a meados de janeiro de 2016.
Durante o primeiro mês de vôo, as principais estruturas da sonda seriam desdobradas, o reator nuclear ativado e os propulsores testados. O vôo interplanetário teria durado até abril de 2021 (os motores iônicos deveriam funcionar dois terços do tempo).
Uma vez que a sonda estivesse na área de influência de Júpiter, a navegação se tornaria mais complexa e difícil. A sonda teria que usar manobras de auxílio da gravidade para entrar em órbita.
A sonda teria estudado Calisto e depois Ganimedes por três meses cada, e finalmente Europa por um mês (estudos de Io também foram planejados quando as condições orbitais teriam sido favoráveis).
No final da missão em setembro de 2025, o veículo teria sido estacionado em uma órbita estável ao redor de Europa.
Cancelamento
Devido a uma mudança nas prioridades da NASA que favoreceu as missões espaciais tripuladas, o projeto perdeu financiamento em 2005, cancelando efetivamente a missão JIMO. Entre outras questões, a tecnologia nuclear proposta foi considerada muito ambiciosa, assim como a arquitetura de missão de lançamento múltiplo e montagem em órbita. Os engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato da JIMO foram demitidos ou realocados durante a primavera e o verão de 2005.
Como resultado das mudanças no orçamento, a NASA está considerando uma missão de demonstração para um alvo mais próximo da Terra para testar o reator e os sistemas de rejeição de calor. A espaçonave possivelmente seria reduzida a partir de seu tamanho original também.
Quando foi cancelada, a missão JIMO estava em um estágio inicial de planejamento e o lançamento não era esperado antes de 2017. Era para ser a primeira missão proposta do Projeto Prometheus da NASA , um programa para desenvolver a fissão nuclear em um meio de propulsão de espaçonaves .
Subseqüentes substituições propostas
Depois do JIMO, a NASA e a ESA planejaram uma missão conjunta às luas de Júpiter, a Missão do Sistema Europa Júpiter . Esta missão também foi cancelada em 2011.
Desde então, a ESA continuou a trabalhar separadamente nesse projeto e, em 2 de maio de 2012, selecionou a missão Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) em vez de duas outras missões da ESA para financiamento. A missão JUICE estudará as luas de Júpiter Europa, Calisto e Ganimedes e será lançada como uma missão classe L da ESA em 2022 em um foguete porta-aviões Ariane 5 .
No final da década de 2010, o Europa Clipper se tornou a principal missão da NASA para a Europa, com uma diferença significativa no fato de que seria movido a energia solar e se engajaria em vários sobrevôos da lua ao invés de orbitar. Outra missão semelhante é o Europa Lander , uma missão astrobiológica proposta pela NASA, Europa, para complementar o Europa Clipper. O Europa Clipper está previsto para ser lançado em 2024 e o Europa Lander está previsto para ser lançado em 2025.
Veja também
- Europa Lander (NASA) (Lander lançado de forma independente para o Europa Clipper)
- Jupiter Icy Moon Explorer (posterior sonda do sistema de Júpiter planejada pela ESA)