Erweiterte Missionsoptionen für Juno?

Juno hat mehrere Missionserweiterungen erhalten, von denen die letzte (und aufregendste) enge Vorbeiflüge an drei der galiläischen Satelliten beinhaltet, die es ihnen auch ermöglichen, jedes Mal ihre Umlaufbahn zu trimmen und sich immer höheren Breiten der Jupiter-Atmosphäre zu nähern, bis es wird 2025 absichtlich abgestürzt.

Nach meinem Verständnis (korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege) wird Junos Umlaufbahn weiter driften, wenn nichts unternommen wird, dann einen Perijove direkt über dem Nordpol haben und dann auf der anderen Seite herauskommen und einen neuen Satz von zulassen enge Pässe über Io, Europa und Ganymed, das allein wäre eine hervorragende Nachricht für die Wissenschaft. Wenn ich mich richtig erinnere, bedeutet der Ausfall des Hauptventils und die Entscheidung, es auf einer längeren Umlaufbahn zu halten, dass der größte Teil des Treibstoffs noch vorhanden ist . Es wurde nicht entlüftet.

Unabhängig davon sah ich vor vielen Jahren einen Bericht (und eine Wikipedia-Seite ), der zeigte, dass Cassini viele aufregende Optionen hatte, um seine Mission zu beenden, eine davon war, es in einen Titan-Orbiter zu verwandeln.

Einige Ingenieure glauben, dass es sogar möglich sein könnte, in eine Umlaufbahn um Titan zu gelangen. "Aerobraking", oder die Verwendung der Atmosphäre eines Körpers, um ein Raumfahrzeug zu verlangsamen, wurde mit anderen Raumfahrzeugen getestet und ist für mindestens eine JPL-Mission in der Zukunft geplant. Aerobraking und/oder Raumfahrzeugmanöver könnten ausreichen, um Cassini in die Umlaufbahn um Titan zu bringen , wodurch das Raumschiff Titan über einen langen Zeitraum sehr genau untersuchen kann.

Nun, ich weiß, dass Titan eine riesige Atmosphäre hat, und keiner der Galiläer hat eine. Abgesehen von der Wahrscheinlichkeit, dass eine solche Entscheidung getroffen wird: Hat Juno genug Treibmittel, um zu versuchen, in die Umlaufbahn um einen galiläischen Mond zu gelangen?

danke für die Vorschläge @uhoh , ich kenne die Seite nicht so gut. Die Fragen haben beide mit der Kraftstoffverfügbarkeit und Delta V zu tun, also sind sie sehr verwandt, obwohl es sich um unterschiedliche Missionen handelt. Ich behalte es im Moment so, wenn das in Ordnung ist, aber ich werde es für zukünftige Fragen im Auge behalten.
Ich werde das Lucy-Bit entfernen, da sich in der Frage fast nichts um Lucy dreht. Es wäre eine großartige Frage für sich, zögern Sie nicht, sie in einer separaten Frage zu stellen. Ich werde auch die Hayabusa 2-Bits entfernen.

Antworten (1)

Juno verbrauchte viel Treibstoff, um zum Jupiter zu gelangen (und ihn einzufangen). 1 , 2 es hat also nicht den größten Teil seines Treibmittels übrig. Das Haupttriebwerk wurde seit dem Einsetzen in die Umlaufbahn effektiv stillgelegt , wodurch Oxidationsmittel für das Zweitreibstofftriebwerk als eingeschlossenes Eigengewicht zurückblieb. Glücklicherweise ist der Hydrazin-Kraftstoff den Haupt- und RCS-Motoren gemeinsam und wird, wie ich vermute , physisch zwischen den beiden geteilt, sodass der für den Hauptmotor „eingeplante“ Kraftstoff jetzt ausschließlich für die RCS-Motoren bestimmt ist, eine effektive Erhöhung ihrer Versorgung.

Ich schätzte die Massengeschichte des Raumfahrzeugs ( bis vor dem Vorbeiflug an Ganymed ) mit dem Juno Launch Press Kit , um die Masse und den Treibstoffstand des Raumfahrzeugs beim Start zusammen mit der Rekonstruktion zu erhalten 1 , 2 und vorhergesagt (zweimal pro Umlaufbahn, wenn auch klein) 3 Manöver Δ v 'S. Der Wirkungsgrad des Hauptmotors wird angegeben als 318.6 S 1 . RCS-Motoren, die für TCMs und alle Manöver nach JOI verwendet werden, wurden mit effektiver Effizienz ausgestattet 175 S unter Verwendung von Daten aus einer Langzeitverbrennung im Jahr 2019 (Orbit 22) :

Geschichte der Juno-Masse

Es verbleiben etwa 389 kg Hydrazin (bei einer S/C-Nassmasse von 2079 kg) für   350 M / S von Δ v verblieben. Dies wird bei jeder Umlaufbahn mit einer Geschwindigkeit von ein paar Metern pro Sekunde abgebaut 3 .

Der Δ v Der Aufnahmeaufwand bei jedem Mond ist enorm:

Mond Erfassen (C3=0) Δ v
Io 27.0 k M / S
Europa 21.1 k M / S
Ganymed 15.4 k M / S
Kallisto 10.7 k M / S

Mathematik geht davon aus:

  • Mond & Juno Geschwindigkeit 90° auseinander (Monde sind ~äquatorial, Juno ist polar -> v ∞ = v M Ö Ö N 2 + v J u N Ö 2 )
  • Impuls (sofort) Δ v

Verweise:

  1. Pavlak et al., „Manöverdesign für die Juno-Mission: Inner Cruise“, AIAA Space 2014, San Diego, Kalifornien, 5.–7. August 2014

  2. Stephens, Stuart K., „Juno at Jupiter: The Mission and Its Path to Unveiling Secrets of the History of the Solar System“, IEEE Aerospace Conference 2018, Big Sky, Montana, 3. März – 10. März 2018

  3. Pavlak et al., „Juno Trajectory Redesign Following PRM Cancellation“, 2017 AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference, Stevenson, Washington, 20.–24. August 2017

Vielen Dank, es ist sehr detailliert und hilft wirklich, die Dinge ins rechte Licht zu rücken. Ich habe falsche Annahmen getroffen. Ich kreuze es "gelöst" an, da der Teil von Lucy wahrscheinlich genauso unwahrscheinlich ist.
Erweiterte Missionsoptionen für Juno?
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