«Тяньвэнь-4» ( китайский :天问四号), ранее известный как Ган Де ( китайский :甘德), [5] — планируемая китайская межпланетная миссия по изучению системы Юпитера , возможно, совместный запуск с космическим кораблем, который совершит пролет Урана. [6]
Цели запланированной миссии «Тяньвэнь-4 Юпитер» включают: изучение взаимодействия между магнитными полями и плазмой, присутствующей в системе Юпитера, изучение изменений состава атмосферы Юпитера, исследование внутренних структур и характеристик поверхности Ганимеда или Каллисто . , а также исследование космической среды вокруг вышеупомянутых галилеевых спутников . [7]
По сообщениям западных СМИ, по состоянию на январь 2021 года существует два конкурирующих профиля миссии: «Орбитальный аппарат Юпитер Каллисто» (JCO) и «Обозреватель системы Юпитера» (JSO). [5] «JCO» будет включать в себя космический корабль, который пролетит мимо нерегулярных спутников Юпитера, прежде чем он выйдет на полярную орбиту вокруг Каллисто ; этот профиль миссии также может включать посадочный модуль Каллисто. Напротив, профиль миссии «JSO», хотя и во многом аналогичен профилю миссии «JCO», не предполагает попытки космического корабля выйти на орбиту Каллисто и вместо этого сосредоточивается на более интенсивных исследованиях галилеевой луны Ио (профиль миссии «JSO» также, похоже, не включает посадочный модуль, хотя он может включать отправку космического корабля в точку L1 Солнце-Юпитер по завершении его путешествия по системе Юпитера). Наконец, презентации китайских исследователей предполагают, что миссия «Тяньвэнь-4 на Юпитер» может включать в себя дополнительный зонд, который пролетит мимо Урана где-то после 2040 года. [8] По состоянию на декабрь 2023 года, похоже, был выбран профиль JCO. также и с пролетом Урана. [9]
Первоначальное название этой миссии отсылало к китайскому астроному четвертого века до нашей эры Ган Де , который проводил первые наблюдения за планетами и, по общему мнению, первым наблюдал невооруженным глазом галилеевы спутники . [5]
15 октября 2003 года CNSA запустило первую в Китае независимую пилотируемую орбитальную миссию ; впоследствии он провел успешные роботизированные лунные орбитальные миссии ( Чанъэ-1 и Чанъэ-2 ) и роботизированный лунный посадочный модуль/вездеход ( Чанъэ-3 ). В надежде развить эти достижения, CNSA начало рассматривать более амбициозные межпланетные миссии в 2020-х годах и в последующий период. В 2018 году Пэй Чжаоюй, заместитель директора Центра исследования Луны и космических программ CNSA , заявил, что Китай планирует провести четыре крупных межпланетных миссии до конца 2020-х годов; [10] Четыре миссии включают миссию на Марс ( Тяньвэнь-1 ), миссию по возврату образцов кометы и астероидов главного пояса ( Тяньвэнь-2 ), миссию по возврату образцов с Марса ( Тяньвэнь-3 ) и систему Юпитера. миссия. По состоянию на начало 2021 года вышеупомянутые профили миссий JCO и JSO конкурируют за реализацию в качестве миссии системы Юпитер «Тяньвэнь-4» . [5]
Одна из возможных траектории и графика миссии Земля-Юпитер была представлена на заседаниях Генеральной ассамблеи EGU в 2020 году . [11] Согласно этому сценарию, зонд «Тяньвэнь-4» будет запущен в сентябре 2029 года, [2] пролетит мимо Венеры шесть месяцев спустя, в апреле 2030 года, [a] затем дважды встретится с Землей (первое столкновение произойдет в феврале 2031 г. [б] и второй в мае 2033 г. [в] ). Прежде чем прибыть к Юпитеру, субзонд отделится от основного зонда и продолжит свой путь к Урану для облета в марте 2045 года. [1] [3]
Основной зонд выйдет на орбиту Юпитера в декабре 2035 года. После 1 или 2 проходов торможения зонд будет оставаться на большой эллиптической орбите вокруг Юпитера с периодом 30 дней, совершая облёты спутников неправильной формы. [9] Он совершит 10 витков в течение года, прежде чем вступит во вторую фазу с двумя гравитационными помощь Каллисто. В феврале 2038 года «Тяньвэнь-4» выйдет на орбиту вокруг Каллисто высотой 300 км и орбитальным периодом 17,7 часов, после чего будет выпущен ударный зонд для удара по поверхности Каллисто. [4] [3]
По состоянию на 2021 год один из двух следующих профилей миссий (JCO и JSO), вероятно, будет напоминать окончательную архитектуру миссии:
JCO пролетит мимо нескольких нерегулярных спутников Юпитера, прежде чем выйти на полярную орбиту вокруг Каллисто . Этот сценарий включает в себя возможный посадочный модуль, который, как и лунные посадочные модули «Чанъэ», обеспечит беспрецедентное понимание формирования и эволюции Луны. Каллисто — самая дальняя из четырех галилеевых лун. Его внутренняя часть меньше нагревается из-за гравитации других лун и Юпитера. Вероятно, он образовался из остатков материала Юпитера и с тех пор в основном бездействовал, и только удары астероидов изменили его поверхность. Таким образом, Луна сохраняет историю ранней системы Юпитера и Солнечной системы в целом для изучения посадочным модулем. Каллисто также имеет тонкую атмосферу с небольшим количеством кислорода, что увеличивает ее научную привлекательность, несмотря на то, что она менее гламурна, чем другие подземные океанские спутники Европа и Ганимед, а также изменчивая и активная Ио. Каллисто также является наименее сложной луной Юпитера для посадки. Космическому кораблю требуется меньше топлива, чтобы добраться до него, и он находится за пределами интенсивного радиационного поля Юпитера. Это обоснование того, что Каллисто является основной целью миссии. JCO также включает в себя вторичный космический корабль, который самостоятельно полетит к Урану и встретится с ним где-то в конце 2040-х годов. [5]
JSO заменит возможную посадку Каллисто на углубленное исследование спутника Юпитера Ио . Космический корабль совершит несколько облетов Ио, изучая, как гравитация Юпитера притягивает Луну, обеспечивая ее вулканическую активность. JSO также будет изучать массу, плотность, динамику, химический и изотопный состав спутников неправильной формы и даст представление об этих уникальных остатках формирования Юпитера. В качестве варианта JSO может запустить один или несколько небольших спутников для проведения многоточечных исследований динамики магнитосферы Юпитера.
В конце своего путешествия JSO может быть отправлен на орбиту точки L1 Солнце-Юпитер, где гравитация планеты уравновешивается гравитацией Солнца таким образом, что космический корабль может оставаться там в течение длительных периодов времени. С этой уникальной точки, куда никогда не заходил ни один космический корабль, JSO могла наблюдать за солнечным ветром за пределами магнитного поля Юпитера и наблюдать издалека спутники Юпитера неправильной формы. [11]
Потенциальные научные инструменты для миссии «Тяньвэнь-4» обсуждались во время сессии Генеральной ассамблеи Европейского союза геонаук 2020 года , которая состоялась в мае 2020 года. Возможные инструменты были разделены на четыре пакета полезной нагрузки, предназначенные для решения двух основных целей миссии. : ответы на вопросы о формировании и текущей «работе» [d] системы Юпитера (фактические выбранные инструменты будут зависеть от того, выбран ли JCO или JSO в качестве профиля миссии.) Четыре пакета полезной нагрузки: (A) плазма и пыль анализаторы, (B) многоволновые спектроскопические инструменты, (C) анализаторы геологии/гляциологии/геохимии и (D) радио/оптические линии связи и радионаучные инструменты. [11]
(подача от системы отбора проб с поверхности льда и пиролиза [для огнеупорного компонента])
