OKEANOS - OKEANOS
Nomes | Kite-craft de tamanho grande para exploração e astronáutica no sistema solar externo Júpiter Trojan Asteroid Explorer |
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Tipo de missão |
Demonstração de tecnologia , reconhecimento, possível devolução de amostra |
Operador | JAXA |
Duração da missão | ≈12 anos > 30 anos para devolução de amostra opcional |
Propriedades da espaçonave | |
Tipo de nave espacial | Vela solar |
Fabricante | ISAS e DLR |
Massa de lançamento | 1400 kg |
Massa de pouso | ≈100 kg |
Massa de carga útil | Nave espacial: 30 kg Lander: 20 kg |
Dimensões | Vela / painel solar: 40 × 40 m (1600 m 2 ) Lander: 65 × 40 cm |
Poder | Máx: 5 kW em Júpiter |
Início da missão | |
Data de lançamento | 2026 |
Foguete | H-IIA ou H3 |
Local de lançamento | Centro Espacial Tanegashima |
Contratante | Mitsubishi Heavy Industries |
Módulo de pouso de Trojan Júpiter | |
Data de desembarque | 2039 |
Telescópio principal | |
Comprimentos de onda | Infravermelho |
Transponders | |
Banda | Banda X |
Capacidade | 16 Kbps |
Classe de grande missão |
OKEANOS ( Kite-nave para Exploração e Astronáutica no Sistema Solar Externo ) foi um conceito de missão proposto para asteróides de Tróia , que compartilham a órbita de Júpiter, usando uma vela solar híbrida para propulsão; a vela foi planejada para ser coberta com finos painéis solares para alimentar um motor iônico . A análise in situ das amostras coletadas teria sido realizada por contato direto ou usando uma sonda carregando um espectrômetro de massa de alta resolução. Um retorno de amostra à Terra era uma opção em estudo.
Okeanos foi finalista do Japão Instituto de Espaço e Ciência Astronáutica (ISAS) ' 2 Grande Classe Missão para ser lançado em 2026, e possivelmente retornar amostras de asteróides Trojan à Terra em volta de 2050. A missão vencedora foi o LiteBIRD .
Visão geral
A missão OKEANOS foi um conceito proposto pela primeira vez em 2010 para voar junto com o Jupiter Magnetospheric Orbiter (JMO) como parte da cancelada Europa Jupiter System Mission - Laplace .
Em sua formulação mais recente, a missão OKEANOS e o LiteBIRD foram os dois finalistas do Japan's Large Mission Class do Ministério da Educação, Cultura, Esportes, Ciência e Tecnologia . O LiteBIRD, um telescópio astronômico de fundo de micro-ondas cósmico , foi selecionado.
Analisar a composição dos Trojans de Júpiter pode ajudar os cientistas a entender como o Sistema Solar foi formado. Também ajudaria a determinar qual das hipóteses concorrentes está certa: planetesimais remanescentes durante a formação de Júpiter, ou fósseis de blocos de construção de Júpiter, ou objetos transnetunianos capturados por migração planetária. A última proposta incluía uma sonda para realizar análises in situ . Havia várias opções para esta missão, e a mais ambiciosa propunha recuperar e enviar amostras para a Terra para investigações extensas. Se tivesse sido selecionada em abril de 2019 para desenvolvimento, a espaçonave teria sido lançada em 2026 e pode ter oferecido alguma sinergia com a espaçonave Lucy , que sobrevoará vários Trojans Júpiter em 2027.
Nave espacial
A espaçonave foi projetada para ter uma massa de cerca de 1.285 kg (2.833 lb) incluindo um possível módulo de pouso e teria sido equipada com motores elétricos solares de íons . A vela de 1600 m 2 teria um propósito duplo de propulsão solar de vela e painel solar para geração de energia. Se um módulo de pouso tivesse sido incluído, sua massa não teria sido maior que 100 kg. A sonda teria coletado e analisado amostras do asteróide. Um conceito sugerido mais complexo teria feito a sonda decolar novamente, se encontrar com a nave-mãe e transferir as amostras para seu transporte para a Terra.
Vela solar e painéis solares
A vela única proposta era um híbrido que forneceria propulsão de fótons e energia elétrica. JAXA se referiu ao sistema como uma Vela de Energia Solar. A vela teria sido feita de um filme de poliimida de 10 μm de espessura medindo 40 × 40 metros (1600 m 2 ), coberto com 30.000 painéis solares de 25 μm de espessura, capazes de gerar até 5 kW à distância de Júpiter , 5,2 unidades astronômicas do sol . A espaçonave principal teria sido localizada no centro da vela, equipada com um motor íon elétrico solar para manobra e propulsão, especialmente para uma possível viagem de retorno de amostra à Terra.
A espaçonave teria usado a tecnologia de vela solar desenvolvida inicialmente para o bem sucedido IKAROS (Kite-Kite Interplanetário Acelerado pela Radiação do Sol) que foi lançado em 2010, cuja vela solar tinha 14 m × 14 m de tamanho. Tal como acontece com o IKAROS, o ângulo solar da vela teria sido alterado controlando dinamicamente a refletividade dos monitores de cristal líquido (LCD) na borda externa da vela, de modo que a pressão do sol produziria torque para alterar sua orientação.
Motor iônico
O motor iônico pretendido para a missão foi chamado de μ10 HIsp. Foi planejado para ter um impulso específico de 10.000 segundos, potência de 2,5 kW e uma magnitude de empuxo máxima de 27 mN para cada um dos quatro motores. O sistema do motor elétrico teria sido uma versão melhorada do motor da missão Hayabusa , usado para manobras e, especialmente, para uma viagem opcional de retorno de amostra à Terra. Um estudo indicou a necessidade de 191 kg de propelente de xenônio se tivesse sido decidido trazer uma amostra de volta para a Terra.
Lander
Lander |
Parâmetro / unidades
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Massa | ≤ 100 kg (220 lb) |
Dimensões | Cilíndrico: 65 cm de diâmetro 40 cm de altura |
Poder | Bateria não recarregável |
Instrumentos (≤ 20 kg) |
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Amostragem | Profundidade pneumática : ≤1 m |
O conceito de missão considerou vários cenários, alvos e arquiteturas. O cenário mais ambicioso contemplou a análise in situ e um retorno de amostra usando uma sonda. Este conceito de módulo de pouso foi uma colaboração entre o Centro Aeroespacial Alemão (DLR) e o JAXA do Japão , começando em 2014. A espaçonave teria implantado um módulo de aterragem de 100 kg na superfície de um asteróide Trojan de 20-30 km para analisar seus constituintes voláteis subterrâneos, como como gelo de água, usando uma broca pneumática de 1 metro alimentada por gás nitrogênio pressurizado. Algumas amostras de subsuperfície teriam sido transferidas para o espectrômetro de massa de bordo para análise de voláteis. A massa de carga científica da sonda, incluindo o sistema de amostragem, não teria excedido 20 kg. A sonda teria sido alimentada por baterias e foi planejada para realizar uma descida autônoma, pouso, amostragem e análise. Algumas amostras deveriam ser aquecidas até 1000 ° C para pirólise para análise isotópica. A carga útil conceitual para o módulo de pouso incluiria uma câmera panorâmica (visível e infravermelho), um microscópio infravermelho, um espectrômetro Raman , um magnetômetro e um radiômetro térmico. O módulo de pouso teria operado por cerca de 20 horas usando a energia da bateria.
Se um retorno de amostra fosse realizado, o módulo de pouso teria decolado, se reunido e entregue as amostras de superfície e subsuperfície para a nave-mãe pairando acima (a 50 km) para posterior entrega à Terra dentro de uma cápsula de reentrada. O módulo de pouso teria sido descartado após a transferência da amostra.
Carga útil científica conceitual
- No módulo de pouso
- Espectrômetro de massa
- Microscópio hiperespectral
- Imageador panorâmico hiperespectral
- Câmera de navegação óptica
- Telêmetro a laser
- Magnetômetro Fluxgate de 3 eixos
- Espectrômetro de raios-X de partículas alfa (APXS)
- Amostrador de superfície e subsuperfície
- Na espaçonave
- Exo-Zodiacal Infrared Telescope (EXZIT) é um telescópio de 10 cm de diâmetro.
- Polarímetro de explosão de raios gama (GAP-2)
- Radar monostático para imagens das estruturas internas do corpo
- Anexado à vela
- Detectores de poeira de grandes áreas arranjados (ALDN-2)
- Experimento de campo magnético (MGF-2) é um magnetômetro fluxgate
GAP-2 e EXZIT eram instrumentos para observações astronômicas e não se destinavam a ser usados para estudar asteróides de Tróia. Os dois teriam feito pesquisas oportunistas, aproveitando a trajetória da missão. O GAP-2 teria tornado possível localizar a posição das explosões de raios gama com alta precisão, emparelhando-as com observatórios terrestres. EXZIT, como a luz zodiacal fica significativamente fraca além do cinturão de asteróides, teria permitido ao telescópio observar o fundo infravermelho cósmico . MGF-2 foi um possível sucessor do instrumento MGF a bordo do satélite Arase , e ALADDIN-2, GAP-2 foram possíveis sucessores dos respectivos instrumentos a bordo IKAROS .
Veja também
- CubeSail - Uma espaçonave de vela solar planejada
- DESTINY + - Missão planejada de sobrevôo de asteróide pela JAXA, usando propulsão elétrica solar
- IKAROS - A primeira espaçonave de vela solar interplanetária
- LightSail 2
- Lucy (nave espacial)
- NanoSail-D2
- Near-Earth Asteroid Scout - espaçonave de vela solar planejada
- Lanterna Lunar - Orbitador lunar planejado pela NASA