Saturn Atmospheric Entry Probe — это концептуальное исследование миссии роботизированного космического корабля , который должен доставить один зонд в Сатурн для изучения его атмосферы. Концептуальное исследование было проведено в поддержку NASA 2010 Planetary Science Decadal Survey [1] [2] [3]
Из-за орбит и относительного положения Сатурна и Земли запуск был предложен на 30 августа 2027 года с прибытием 22 июня 2034 года. [3] Миссия изучалась для NASA Planetary Science Decadal Survey [2] [4] как возможная миссия класса NASA New Frontiers . [1]
Чтобы раскрыть процессы формирования внешних планет и эволюции Солнечной системы , необходимо детальное изучение состава, структуры и динамики внутренних частей и атмосфер гигантских планет. Чтобы ограничить внутреннюю структуру газовых гигантов , необходимо сочетание как миссий зондирования на месте , так и исследований дистанционного зондирования гигантских планет. [3] Миссия зондирования атмосферы Сатурна будет состоять из космического корабля-ретранслятора и зонда. Космический корабль-ретранслятор выпустит зонд на Сатурн, газовый гигант, и обеспечит ретрансляцию данных с зонда на Землю. Зонд определит структуру атмосферы, а также содержание благородных газов и изотопные соотношения водорода , углерода , азота и кислорода . [3] [2]
Цели уровня 2 включают в себя: [5]
Для выполнения поставленных задач зонд должен иметь на борту по крайней мере два следующих прибора: [3]
Запуск предлагается осуществить 30 августа 2027 года. После запуска космический аппарат выйдет на гелиоцентрическую орбиту и будет выведен на траекторию пролета мимо Земли, который предполагается осуществить 16 июля 2030 года на расстоянии 300 км. После этого космический аппарат проведет 4 года в пути к Сатурну. [3]
Эта фаза начнется за 8 месяцев до прибытия. Зонд отделится от космического корабля-носителя-ретранслятора и свободно упадет в атмосферу Сатурна. [3]
За несколько часов до входа зонда начнется научная фаза. Таймер событий на зонде инициирует действия, в то время как космический корабль-носитель-ретранслятор включит свой радиоприемник и повернется, чтобы направить свою антенну зонда-ретранслятора на место входа. Зонд войдет в атмосферу Сатурна со скоростью приблизительно 27 км/с, что меньше скорости зонда Галилео 47,4 км/с. После фазы нагрева и торможения при входе зонд раскроет тормозной парашют, а затем основной парашют, когда достигнет атмосферного давления 0,1 бар. При давлении 1 бар парашют раскроется, и спускаемый модуль продолжит свободное падение через атмосферу (возможно, со стабилизацией другим тормозным парашютом) до номинального конца миссии, через 55 минут после входа и на глубине 250 км. Зонд будет спроектирован так, чтобы выдерживать давление не менее 10 бар. [3]
Вскоре после окончания ретрансляции данных начнется передача данных. Набор данных, измеренный зондом, составит около 2 Мб , поэтому для завершения передачи данных потребуется 20 минут. Космический корабль-носитель-ретранслятор пролетит мимо Сатурна на расстоянии около 100 Мм и продолжит движение по траектории выхода из Солнца. [3]
После концептуального исследования, проведенного в поддержку Десятилетнего обзора НАСА, концепция зонда для входа в атмосферу Сатурна была доработана до концепции миссии, которая была предложена под названием SPRITE («Saturn PROBE Interior and aTmospheric Explorer») в рамках программы NASA New Frontiers в 2016 году.