Warum wird JUICE 8 Jahre brauchen, um Jupiter zu erreichen, länger als jedes frühere Raumschiff?

Galileo brauchte sechs Jahre von der Erde zum Jupiter.

Cassini-Huygens brauchte drei Jahre, um Jupiter zu erreichen, und sechs Jahre, um Saturn zu erreichen.

New Horizons brauchte ein Jahr, um Jupiter zu erreichen.

Juno wurde 2011 gestartet und soll nach fünf Jahren 2016 bei Jupiter ankommen.

2022 wird die ESA-Mission JUICE zum Jupiter aufbrechen. Die Ankunft wird nicht vor 2030 erwartet, acht Jahre nach dem Start. Oder genauer gesagt: ESA JUICE Operations : 7,6 Jahre.

Warum ist JUICE so langsam? Verwenden Behörden eine langsame Technologie, um Kosten und Energie zu sparen, sind die Planeten schlecht ausgerichtet oder gibt es andere Randbedingungen?

Antworten (2)

Aus dem Gelben Buch :

"06/2022 - Start durch Ariane-5 ECA + EVEE-Kreuzfahrt"

EVEE bedeutet Erde Venus Erde Erde – eine lange Reihe von Manövern zur Unterstützung der Schwerkraft, um mehr Nutzlast in die Fähigkeiten der Trägerrakete Ariane 5 ECA zu integrieren.

Warum eine Erdschleuder zuerst kommt:

Die Tatsache, dass der erste Bogen eine Erdgravitationsunterstützung für beide Startgelegenheiten beinhaltet, beseitigt die Abhängigkeit von der relativen Deklination der Venus, und daher haben die Basislinien- und Backup-Starts die gleiche Fluchtgeschwindigkeit, was zu einer ähnlichen Startmassenleistung führt.

ECA-Leistung:

Die ECA-Version ist in der Lage, einen Satelliten mit einem Gewicht von 4100 kg in die folgende Erdfluchtbahn zu befördern:

  • unendliche Geschwindigkeit V∞ = 3475 m/s

  • Deklination δ = -3,8°

SAFT:

Die in die Fluchtbahn der Erde injizierte Masse würde 4800 kg (ohne Startadapter) betragen, mit einer hyperbolischen Fluchtgeschwindigkeit von 3,15 km/s.

Verweise:

Ist es also viel massiver als die anderen Missionen, die ich zitiert habe?
Nein. Cassini ist viel größer, aber die Budgets sind kleiner, und es ist kein schwererer Launcher verfügbar.
Außer Delta IV-H natürlich.
New Horizons ist nur eine halbe Tonne, Äpfel und Orangen.
Ich sehe immer Ariane V-Nummern für GTO, fast nie für LEO-Umlaufbahnen. Was ist seine Kapazität für LEO? Angemessene Umlaufbahn, angemessene Neigung (da LEO ein so breites Ziel ist).
@geoffc - zu 51.6 (ISS) "2.4.5. Orbit der Internationalen Raumstation Ariane 5, ausgestattet mit einer speicherbaren Treibmittel-Oberstufe in der ES-Version, kann die Internationale Raumstation mit dem Automated Transfer Vehicle auf einer erdnahen kreisförmigen Umlaufbahn bedienen: • Höhenbereich zwischen 200 und 400 km • Neigung = 51,6 Grad Die Leistung variiert je nach Einsatz zwischen 19 und 21 t.“ 18-19 Tonnen, die die ISS heute höher fliegt. (WAG, benötige Berechnungen dazu).
@DeerHunter Also ungefähr 40.000 Pfund? Das ist ziemlich gut. Besser als D-IV-Heavy, oder?
@geoffc die größte D-IV-Variante kann LEO 23 Tonnen antun. Diese Tabelle ist als Ausgangspunkt nützlich. aber mit einigen Vorbehalten (z. B. hat es keine Nummern von der leistungsstärksten Atlas 5-Variante geflogen): en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_orbital_launchers_families Das ganze Problem ist etwas chaotisch, da alle großen Raketenfamilien eine Reihe von Optionen haben, die es ermöglichen Sie stimmen die Gesamtleistung auf die Größe Ihrer Nutzlast ab: Größere/kleinere obere Stufen, variable Anzahl von Strap-On-Boostern usw. Ein weiterer möglicher Vorbehalt besteht darin, dass alle Quellen denselben Kandidatenorbit für LEO-Nummern verwenden.

Deer Hunter hat den Flug von JUICE selbst abgedeckt, daher beschränke ich meine Antwort darauf, warum New Horizons und Cassini so viel schneller waren. Es gibt de facto eine Obergrenze dafür, wie lange es dauern kann, bis eine Sonde ihr Ziel erreicht, weil die Wissenschaftler, die die ganze Arbeit leisten, um eine Mission zu entwerfen und zu bauen, auch für die Auszahlung da sein wollen, wenn sie ankommt. Vom ersten Entwurf bis zur Ankunft vergehen in der Regel bereits 10-15 Jahre, was einen großen Teil einer Karriere ausmacht; Wenn Sie die Jahre der Lobbyarbeit und Interessenvertretung hinzufügen, die erforderlich sind, um eine Mission zu genehmigen, kann dies leicht eine halbe Wissenschaftlerkarriere verbrauchen, nur um eine Sonde an Ort und Stelle zu bekommen, um mit der Untersuchung ihres Ziels zu beginnen.

Cassini musste ungefähr 2x so weit von der Erde entfernt sein wie die Jupiter-Missionen, New Horizons hat ungefähr 8x so weit vor sich. Die Gesamtlaufzeit von der Erde zum Zielort beträgt fast 7 Jahre für Cassini und 9,5 für New Horizons. Die lange Zeit, die New Horizons in Anspruch nimmt, wurde als Herausforderung für den Aufbau und die Aufrechterhaltung des Teams beschrieben. und deshalb macht es nur einen Vorbeiflug, der nicht in die Umlaufbahn eintritt: Letzteres hätte entweder eine viel größere Sonde erfordert, um bei der Ankunft durch Raketenschub abzubremsen, oder einen viel langsameren Transit, um die Gesamtmasse niedrig zu halten. Die erste Option war nicht realistisch, da sie bereits die leistungsstärkste Atlas-Variante verwendete, die jemals geflogen wurde; und keine andere leicht verfügbare Rakete mit wesentlich mehr Leistung war verfügbar.

Je länger der Flug, desto wahrscheinlicher geht auch etwas schief, bevor es dort ankommt.
Ich mag diese Art der Analyse – Wald statt Bäume.