Wie maximiert die Umlaufbahn von Europa die Abdeckung von Europa durch Clippers für eine bestimmte Strahlendosis nicht?

Laut der BBC bestätigt die Nasa die Ozean-Mond-Mission :

Europas Umlaufbahn führt sie tief in Gürtel intensiver Strahlung, die den Riesenplaneten umgeben. Diese Strahlung frisst die Elektronik von Raumfahrzeugen, was die Dauer zukünftiger Missionen auf Monate oder sogar Wochen begrenzt.

Anstatt Europa zu umkreisen, wird Clipper also wiederholt nahe am Mond vorbeifliegen, um seine Exposition gegenüber den energiereichen Teilchen zu verringern, die von Jupiters Magnetfeld eingefangen werden.

Wenn Clipper Europa umkreisen würde, würde es in jedem Moment, in dem es sich in der Umgebung mit hoher Strahlung befand, auch Daten über Europa aufnehmen.

Aber da Jupiters Strahlungsfeld viel, viel größer als Europa ist, würde jeder einstündige (oder weniger) Vorbeiflug eine Umlaufbahn um Jupiter beinhalten und würde wahrscheinlich Dutzende von Stunden Strahlungseinwirkung während seiner Perijove beinhalten.

Frage: Wie maximiert die Umlaufbahn von Europa die Abdeckung von Europa durch Clippers für eine gegebene Strahlendosis nicht? Das erscheint mir rückständig.

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Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

oben: "Animation von Jupiters Synchrotronstrahlungstorus. Kredit: NASA/JPL - Caltech". Aus dem Blog der Vatikanischen Sternwarte

+1 allein für den tanzenden Strahlungstorus.

Antworten (1)

Es scheint eine Sache des Arbeitszyklus zu sein:

Da Europa gut innerhalb der harten Strahlungsfelder liegt, die den Jupiter umgeben, wäre selbst ein strahlungsgeschütztes Raumschiff im nahen Orbit nur wenige Monate funktionsfähig. Die meisten Instrumente können Daten viel schneller sammeln, als das Kommunikationssystem sie zur Erde übertragen kann, da auf der Erde nur eine begrenzte Anzahl von Antennen verfügbar ist, um die wissenschaftlichen Daten zu empfangen. Daher ist ein weiterer entscheidender einschränkender Faktor für die Wissenschaft eines Europa-Orbiters die Zeit, die für die Rücksendung von Daten zur Erde zur Verfügung steht. Dagegen ist die Zeitspanne, in der die Instrumente Nahbeobachtungen durchführen können, weniger wichtig.

(Aus Wikipedia , die einen Artikel der Planetary Society zitiert )

Flybys gemischt mit der Zeit, die für das Zurücksenden von Daten aufgewendet wird, maximiert die zurückgesendeten Daten, da Sie länger senden können.

Der Artikel liefert ein Zahlenbeispiel:

Studien von Wissenschaftlern des Jet Propulsion Laboratory zeigen, dass das Europa Clipper-Konzept durch mehrere Vorbeiflüge mit vielen Monaten bis zur Datenrückgabe eine 2-Milliarden -Dollar -Mission ermöglichen wird, die wichtigsten Messungen des 4,3 Milliarden Dollar teuren Jupiter-Europa-Orbiter-Konzepts durchzuführen. Zwischen jedem der Vorbeiflüge hat das Raumschiff sieben bis zehn Tage Zeit, um die während jeder kurzen Begegnung gespeicherten Daten zu übertragen. Dadurch hat das Raumschiff bis zu einem Jahr Zeit, um seine Daten zu übertragen, verglichen mit nur 30 Tagen für einen Orbiter.

Ich kann nur spekulieren, warum ein „sitzen, bis Ihre Elektronik nicht ganz tot ist, dann in sichere Entfernung fliegen und senden“ nicht verwendet wird, aber ich vermute, dass der Teil „nicht ganz“ nervenaufreibend ist: Wenn Sie falsch raten, verlieren Sie Großteil der Missionsdaten. Die Vorbeiflüge werden über Schwerkraftunterstützung von anderen Monden durchgeführt, daher ist es auch möglich, dass dies weniger Treibstoff verbraucht als das Ein- und Aussteigen in die Umlaufbahn.

Beispiel aus dem Artikel als Zitat hinzugefügt.
Spekulativ könnte das Sammeln von Daten über einen längeren Zeitraum wissenschaftliche Vorteile haben (Erkennen von Variabilität oder Trends).
Ich denke, die Idee "sitzen bis ..." funktioniert aufgrund der Orbitalmechanik nicht. In die Europa-Umlaufbahn zu gelangen (im Vergleich zu einer Jupiter-Umlaufbahn, die Europa streift) kostet Treibstoff, und wieder herauszukommen kostet mehr Treibstoff. Die vorgeschlagene Mission ermöglicht es ihnen auch, die Beobachtungspläne für spätere Umlaufbahnen auf der Grundlage der Daten früherer Umlaufbahnen anzupassen.
@SteveLinton siehe Fliegende Kraftstofftanks! Welches Weltraumfahrzeug hatte den größten Treibstoffmassenanteil? und auch die Auflösung von Cassinis „Garnknäuel“-Umlaufbahn um den Saturn, tabellarische Aufstellung von Antriebsmanövern? Wenn Clipper von der Sorte "fliegender Treibstofftank" wäre, in der die NASA so gut geworden ist, dann würde es meines Erachtens kein Problem geben.
„Wie viel Flexibilität hat Clipper bei seinen Vorbeiflügen?“ Könnte eine interessante Frage sein. Gravitationshilfen hängen davon ab, wo sich die anderen Monde befinden. Aber es ist ein komplexes System, vielleicht gibt es viele Möglichkeiten. Vielleicht könnte jemand Missionsplanungsdokumente finden?
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