NASA объяснило выбор ракеты Falcon компании SpaceX для запуска миссии Europa Clipper
В пятницу, 23 июля, NASA объявило, что SpaceX стала победителем конкурентной процедуры закупки на запуск миссии Europa Clipper, которая будет изучать ледяную галилейскую луну Юпитера в поисках признаков жизни и/или продолжающейся геологической деятельности. Миссия должна стартовать не ранее октября 2024 года.
Ракета Falcon Heavy от SpaceX сверхтяжелого класса , которая до этого трижды была запущена с момента своего дебюта в феврале 2018 года и в настоящее время имеет 100% успех запусков, была выбрана для запуска миссии Europa Clipper. Данные о закупке, опубликованные на этой неделе, показали, что Falcon Heavy конкурировала с другим претендентом: еще не запущенной ракетой-носителем "Vulcan" компании United Launch Alliance.
Общая стоимость контракта, включая расходы на запуск и другие связанные с миссией расходы, составляет примерно 178 млн. долларов.
Космический аппарат Europa Clipper, предназначенный для многократных облетов вокруг самой маленькой галилеевой луны на орбите вокруг Юпитера, будет весить около 6065 кг при полной заправке топливом и высотой шесть метров. Зонд оснащен двумя большими солнечными панелями, предоставленными Airbus Defense and Space (подразделение Airbus Group, ответственное за оборонную и аэрокосмическую продукцию и услуги), и будет нести множество научных инструментов, таких как Европейская тепловизионная система визуализации (E-THEMIS). Производством космических аппаратов занимается Лаборатория реактивного движения NASA.
Космический аппарат Europa Clipper проходит сборку и испытание
Изначально предполагалось, что запуск будет осуществлён грузовой версией сверхтяжелой ракеты Space Launch System (SLS) Block 1, как это было предписано Конгрессом США. Однако NASA было разрешено использовать другие ракеты-носители для запуска Europa Clipper в случае неготовности основных ступеней SLS.
В виду того, что NASA не получило информацию о надёжности ракеты SLS , в январе 2021 года группе миссии было официально предписано прекратить работу по поддержанию совместимости с SLS и начать сбор коммерческих предложений по запуску Europa Clipper.
Согласно заявлению о выборе победителя для заключения контракта на запуск Europa Clipper, NASA первоначально получило ответы от трех участников, причем двумя из них были SpaceX и United Launch Services (ULS), дочерняя компания United Launch Alliance (ULA). Неясно, какая компания представляла третьего участника, но исходя из требований к миссии, проектируемая ракета компании Blue Origin New Glenn являлась наиболее вероятным кандидатом.
SpaceX и ULS представили NASA официальные предложения, при этом SpaceX предложила возможности своей ракеты Falcon Heavy, а ULS презентовала неопределенную конфигурацию ракеты-носителя Vulcan Centaur, которая в настоящее время находится на последних стадиях разработки и, как ожидается, сделает дебютный полет не ранее 2022 года.
Старт ракеты Falcon Heavy в рамках миссии STP-2 в июне 2019 г.
После оценки было решено, что SpaceX получит контракт, в основном из-за «обширной аппаратной общности» между ракетой Falcon Heavy и рабочей лошадкой компании Falcon 9, а также их эффективностью по прошлым и недавним контрактам.
NASA присвоило SpaceX одно преимущество и девять недостатков в их предложении по запуску Europa Clipper, при этом не было выявлено ни значительных сильных сторон, ни значительных недостатков. Было установлено, что недостатки в пригодности к выполнению миссии перевешиваются летным наследием Falcon Heavy и общей конфигурацией как «значительное уменьшение» риска, связанного с выполнением услуги запуска.
Ракета Vulcan Centaur от United Launch Services в конечном итоге не была выбрана для запуска Europa Clipper. Предложение компании было рассмотрено в связи с “Хорошим” рейтингом менеджмента и их прошлым исполнением контрактов, таким образом, NASA присвоило им “Высокий уровень доверия” для запуска Europa Clipper. Однако это было в значительной степени омрачено сочетанием более низкого технического рейтинга и ряда слабых мест, выявленных в предложении ULS.Ракета Vulcan Centaur в полёте
В целом NASA определило в предложении United Launch Services один недостаток, четыре существенных недостатка и двенадцать других недостатков, причем сильные стороны (существенные или иные) не были выявлены. Они включали в себя нежизнеспособный график сертификации, неопределенность в эксплуатационных возможностях ракеты–носителя и неспособность осуществить запуск ракеты до октября 2023 года - недостаток, который, как отметили в NASA, был “существенным провалом предложения по выполнению критического требования по снижению риска”.
Цена предложения по контракту также была фактором, поскольку общая оцененная стоимость ULS для запуска миссии Europa Clipper была “существенно выше”, чем SpaceX, которая выиграла с общей предложенной ценой в $178 322 196.
Europa Clipper должна стартовать в течение 21-дневного окна, которое в настоящее время планируется открыть не ранее 10 октября 2024 года, а старт состоится со стартового комплекса 39А в Космическом центре им. Кеннеди во Флориде. Космический аппарат произведёт два гравитационных манёвра – один через Марс в феврале 2025 года и другой через Землю в декабре 2026 года – чтобы оптимизировать свою траекторию для прибытия на Европу к апрелю 2030 года.
Выйдя на орбиту вокруг Юпитера, Europa Clipper начнет свою четырехлетнюю научную миссию, в ходе которой космический аппарат совершит до 44 близких облетов луны, чтобы собрать данных о поверхности Европы, подповерхностных океанах и внутренних районах. Эти данные могут помочь ученым понять, пригодна ли луна для жизни.
NASA также изучает возможность использования Europa Clipper для детальной разведки, чтобы помочь в выборе места посадки будущего посадочного модуля Europa Lander, который был дополнительным компонентом миссии Clipper до 2017 года. Однако на сегодня мало что известно о текущих планах NASA по запуску спускаемого аппарата в дополнение к операциям миссии Europa Clipper.
Приобретение контракта на запуск Europa Clipper - последнее дополнение к растущему списку миссий Falcon Heavy компании SpaceX. Это включает в себя запуск орбитального аппарата NASA "Psych" к астероиду 16 Psych, а также двойной запуск модулей Power & Propulsion Element (PPE) и Habitation & Logistics Outpost (HALO), которые образуют ядро станции Gateway, предназначенной для поддержки миссий Artemis на поверхностиЛуны.
Следующий запуск Falcon Heavy в настоящее время запланирован не ранее октября этого года, причем в качестве полезной нагрузки будут использоваться два спутника. Эта миссия, обозначенная USSF-44, будет секретным запуском для космических сил Соединенных Штатов. Еще две миссии USSF, использующие ракеты Falcon Heavy, в настоящее время запланированы на 2022 год.
https://www.nasaspaceflight.com/2021/07/nasa-cites-heritage-...
Falcon Heavy запустит главную миссию НАСА
Американская компания SpaceX получила контракт от НАСА на запуск миссии Europa Clipper к Юпитеру при помощи сверхтяжелой ракеты Falcon Heavy, сообщает ArsTechnica.
Стоимость пусковых услуг оценивается в 178 миллионов долларов. Старт Europa Clipper запланирован на октябрь 2024 года. Издание отмечает, что использование услуг SpaceX позволит НАСА сэкономить около 2 миллиардов долларов, в которые оценивалась стоимость старта миссии при помощи перспективной сверхтяжелой ракеты Space Launch System (SLS), создаваемой компанией Boeing.
Бюджет Europa Clipper составляет 4,25 миллиарда долларов. Основная задача миссии — исследование юпитерианского спутника Европа, в подледном океане которого возможна жизнь. Для этого Europa Clipper должна совершить 44 облета данного спутника. Согласно ArsTechnica, миссия к Европе является одной из главнейших для НАСА в текущем десятилетии.
NASA выбрало компанию SpaceX для запуска первой миссии для подробных исследований спутника Юпитера – Европы
Миссия Europa Clipper стартует в октябре 2024 года на тяжелой ракете Falcon Heavy со стартового комплекса 39A Космического центра им. Кеннеди во Флориде. Общая сумма контракта на оказание услуг по запуску составляет примерно 178 миллионов долларов.
Запуск ракеты SLS (корпорация ULA) обошелся бы более чем в 2 миллиарда долларов. Таким образом, SpaceX сэкономила правительству США 2 миллиарда долларов.
https://www.nasa.gov/press-release/nasa-awards-launch-servic...
Использование SLS для научных миссий будет ограничено программой Артемида как минимум до конца 2020-х
Ограничения цепи поставок вместе с требованиями программы Артемида поставят крест на использовании Space Launch System в любой другой роли — например, для запуска научных миссий — как минимум до конца этого десятилетия.
В своём обращении к руководящему комитету планетологического обзора Planetary Science Decadal Survey Роберт Стоф из Центра космических полётов имени Джорджа Маршалла заявил, что при планировке научных миссий, требующих использования SLS, учёным следует ориентироваться на конец 2020-х или даже начало 2030-х.
«С учётом требований программы Артемида до конца 2020-х, втиснуть в этот промежуток научную миссию будет очень трудно» — объяснил он.
Многострадальная SLS (на фото — Block 1) может быть недоступной для миссий вне программы возврата на Луну Артемида аж до 2030-х. Credit: NASA
Хотя по планам NASA SLS сможет выполнять до двух запусков в течение 12 месяцев, текущая цепь снабжения заставляет Управление ограничиться одним полётом в год. Однако, как сказал Стоф, к началу 2030-х ситуация поменяется, и ракета станет доступной для миссий вне программы Артемида. Этому поспособствует увеличение производственных мощностей, а также внесение усовершенствований в конструкцию двигателя RS-25, которые удешевят и ускорят его производство.
Кроме этого, к концу текущего десятилетия NASA планирует перейти на использование Block 2 — модификации SLS, которая сможет вывести до 130 тонн нагрузки на низкую околоземную орбиту. Такая грузоподъёмность, несомненно, заинтересует учёных, намеренных исследовать внешнюю Солнечную систему: так, с помощью Block 2 можно будет поместить на орбиту Юпитера до 10 тонн нагрузки, и почти столько же — на орбиту Сатурна.
Стоф заверил, что в NASA продолжают рассматривать различные варианты конфигурации SLS, которые дали бы возможность осуществлять такие миссии. Также идёт работа над сертификацией SLS для перевозки радиоизотопных источников питания, без которых невозможно исследование окраин Солнечной системы. Однако он предупредил, что «становиться в очередь» в Управлении по пилотируемому исследованию космоса и космическим операциям (Human Exploration and Operations Mission Directorate, HEOMD) для бронировки места стоит как можно скорее: «Я б сказал, что оптимальное время для того, чтобы обратиться в HEOMD — прямо сейчас. Так ваши предложения точно попадут в список».
Есть ещё одна трудность для учёных: непонятно, будет ли NASA заинтересовано в миссиях, которые могут потребовать использования SLS. Следующий обзор перспективных направлений в планетологии Planetary Science Decadal Survey, на который Управление ориентируется при выборе миссий, будет опубликован только в 2022-м году, и даже тогда, скорее всего, решения придётся ждать достаточно долго.
Стоф упомянул, что одним из возможных клиентов SLS может быть Лаборатория реактивного движения. Она заинтересована в использовании ракеты для своей миссии Mars Sample Return, однако следующий запуск в рамках MSR состоится уже в 2026-м году — речь идёт о посадочном модуле Sample Retrieval Lander.
Также он коснулся вопроса непомерно высокой стоимости запуска SLS — согласно некоторым источникам, до 2 миллиардов долларов: «Цифры, которые распространяют в СМИ, обычно завышены». По его словам, настоящие цифры гораздо ниже: «Сейчас мы приближаемся к 1 миллиарду долларов за запуск». Он добавил, что к 2030-м можно ожидать дальнейшего снижения стоимости на 20-30%.
Источник: SpaceNews
Миссия Juno обнаруживает экстремально высокоэнергетические ионы близ Юпитера
В окрестностях планеты Юпитер находятся самые мощные радиационные пояса в нашей Солнечной системе. Космический аппарат Juno («Юнона») НАСА подошел к планете ближе, чем какая-либо другая миссия, считая с 2016 г., и изучил самые близкие к атмосфере планеты радиационные пояса со своей уникальной орбиты, проходящей через полюса планеты. Орбита космического аппарата позволила впервые произвести сканирование радиационных поясов Юпитера как по широте, так и по долготе. В новом исследовании ученые во главе с Хайди Н. Беккер (Heidi N. Becker) использовали эту возможность для открытия новой популяции тяжелых, высокоэнергетических ионов, захваченных на средних широтах Юпитера.
Для обнаружения этих частиц авторы применили новый метод: вместо детектора частиц или спектрометра они использовали навигационную камеру аппарата Juno, основная цель которой состоит в наблюдениях звезд для расчета точного положения аппарата в пространстве. Эта бортовая камера аппарата Juno хорошо экранирована от излучений – уровень ее радиационной защиты примерно в 6 раз выше, по сравнению с другими системами аппарата.
Несмотря на эту мощную защиту, ионы и электроны с очень высокими энергиями иногда проникают сквозь экран и попадают на детектор. В новом исследовании было изучено 118 необычных событий, отличающихся от типичных событий проникновения электронов. Используя компьютерное моделирование и лабораторный эксперимент, авторы определили, что эти ионы передали детектору в 10 и 100 раз больше энергии, чем передают обычно проникающие протоны и электроны соответственно.
В ходе анализа Беккер и ее группе удалось идентифицировать источник поступающих ионов. Согласно полученным данным, ионы происходили из зоны, расположенной на внутреннем краю области синхротронного излучения. Эта область лежит в диапазоне координат от 1,12 до 1,41 радиуса Юпитера, если положить начало отсчета в центре газового гиганта, в то время как диапазон магнитных широт, ограничивающих эту область, составляет от 31 до 46 градусов. Данная область была лишь слабо изучена в ходе предыдущих миссий, и обнаруженная популяция ионов была прежде не знакома исследователям. Эти частицы, имеющие общие энергии порядка гигаэлектронвольт, представляют собой самые высокоэнергетические частицы, когда-либо наблюдаемые при помощи аппарата Juno, отметили авторы.
Работа опубликована в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=...
Открытия «Вояджер-1». Что увидел легендарный зонд на спутнике Ио
Эта история об открытии, которое в марте 1979 года сделал американский зонд «Вояджер-1». Открытии, раз и навсегда изменившем представление ученых о спутниках планет-гигантов Солнечной системы.
Grand Tour — «Вояджер»
В конце 60-х годов прошлого века у NASA имелась космическая программа Grand Tour, в рамках которой ученые планировали отправить к внешним планетам Солнечной системы четыре аппарата. Два в 1977 году — к Юпитеру, Сатурну, Плутону, еще два в 1979 году — к Юпитеру, Урану, Нептуну. Но, как это часто бывает в космической отрасли, правительство США значительно урезало финансирование проекта в пользу уже утвержденной программы «Шаттл» — с 1 млрд. долларов до 360 млн. долларов. Специалисты NASA пересмотрели проект и решили вместо четырех зондов отправить два, да и число исследуемых тел ограничили, вместо шести теперь их стало три: Юпитер, Сатурн, Титан. Последний мир представлял особый интерес, в список его включили из-за того, что это единственный спутник Солнечной системы, у которого есть атмосфера.
Фото: NASA / Запуск "Вояджера-1" с мыса Канаверал 5 сентября 1977 г
К полету готовились два зонда серии «Маринер»: «Маринер-11» и «Маринер-12». Станции этого типа NASA использовало с 1962 года, в разное время их отправляли к Венере, Марсу и Меркурию. Программу Grand Tour переименовали в Mariner Jupiter-Saturn, а в 1977 году проекту дали новое название — «Вояджер». Теперь зонды назывались «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Оба они отправились в путь в 1977 году с разницей в 16 дней. Первоначально планировалось, что срок службы аппаратов составит 5 лет, но, как известно, их полет продолжается уже почти 44 года.
Камеры «Вояджеров»
На борту «Вояджеров» стоят две телевизионные камеры — широкоугольная и узкоугольная, фокусные расстояния их объективов 200 мм и 1500 мм, угол обзора 3,2° и 0,42°, соответственно. На сайте NASA говорится, что разрешения узкоугольной камеры достаточно, чтобы можно было прочесть заголовок газеты с расстояния 1 км. На тот момент это были самые передовые камеры, когда-либо установленные на космических станциях.
Данные аппаратов сохраняются на цифровой ленточный накопитель, причем, во время изучения планеты или его спутника эти данные накапливались намного быстрее, чем их можно было передать на Землю. Иными словами, во время подлета к планете зонд делал, грубо говоря, 1000 снимков, а памяти хватало только на 100. Поэтому, чтобы ускорить передачу информации зонда, NASA объединило в единую сеть радиотелескопы так называемой сети дальней космической связи Deep Space Network (DSN). Согласно сайту NASA, данные «Вояджер-1» передаются на Землю на скорости 160 бит/с, для приема сигнала используются 34-метровая и 70-метровая антенны DSN.
Каждая камера имеет собственное кольцо фильтров, в которое входят оранжевый, зеленый, синий фильтры, их можно комбинировать для получения изображений почти в естественных цветах.
Вот пример съемки «Вояджера-1» с использованием светофильтров. Снимок Земли и Луны сделан с расстояния почти 11,7 млн. км примерно через две недели после запуска зонда:
Фото: NASA / Цветное изображение, на котором Земля и Луна впервые запечатлены в одном кадре. "Вояджер-1" сделал это цветное фото на пути к Юпитеру 18 сентября 1977 года с расстояния 11,66 млн км.
Юпитер и Ио
В начале 1979 года «Вояджер-1» начал сближаться с Юпитером. Параллельно он делал снимки галилеевых спутников газового гиганта. Изображения этих спутников не разочаровали ученых. Специалисты думали, что на снимках «Вояджера-1» увидят одинаковые, ничем не отличающиеся друг от друга луны, но вместо этого перед астрономами предстали миры с уникальной геологией, совсем не похожей на геологию нашей Луны.
Фото: NASA / Обработанные снимки галилеевых спутников, сделанные "Вояджером-1" во время сближения с Юпитером в начале марта 1979 года. Слева направо: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто.
Из всех галилеевых спутников больше всех научное сообщество озадачила Ио. Согласно спектроскопическим исследованиям, Ио представлялась ученым как тело немного большее, чем Луна, но также изрезанное кратерами. На иссушенной поверхности спутника Юпитера специалисты рассчитывали найти отложения различных солей. Но Ио оказался настоящим миром-загадкой без видимых ударных кратеров, покрытый странными желтыми, оранжевыми и белыми отложениями. Первые снимки спутника газового гиганта натолкнули астрономов на мысль, что на Ио должны происходить некие геологические процессы, которые “омолаживали поверхность, стирали следы ударных кратеров”.
В марте 1979 года «Вояджер-1» сделал снимок Ио на длинной выдержке с расстояния 4,5 млн. км, который приоткрыл завесу тайны этой луны.
На изображении специалисты NASA заметили облако, которое находилось в сотнях километров над “освещенным” серпом Ио. Вот это фото:
Фото: NASA/JPL / Увеличенное изображение Ио, сделанное "Вояджером-1" 8 марта 1979 года с расстояния 4,5 млн км. Один вулканический шлейф виден над освещенным месяцем Ио с правой стороны, второй на линии терминатора (яркое пятно).
Сперва ученые подумали, что это просто искажения, появившиеся во время съемки, но после детального анализа стало понятно, что облако реально. Поскольку у Ио крайне разреженная атмосфера, астрономы пришли к выводу, что облако — это шлейф, возникший в результате очень мощного извержения вулкана. Ему дали обозначение P1.
Чуть позже члены исследовательской группы «Вояджер» нашли на снимке еще один шлейф на границе дня и ночи (терминаторе) Ио, его обозначили P2.
Фото: NASA / Обработанный снимок Ио. Сделан "Вояджером-1" с расстояния 490 тыс км. Яркое пятно слева — шлейф, результат деятельности вулканической впадины Патера Локи. В нижней части изображения видны отложения, окружающие действующий вулкан Пеле.
Новые данные, присланные «Вояджером-1», показали, что P1 — результат деятельности активного вулкана, впоследствии названного Пеле, а P2 связан с вулканической впадиной Патера Локи, в которой находится богатое серой лавовое озеро.
Специалисты пришли к выводу, что на Ио есть действующие вулканы, и они, скорее всего, причина “молодой поверхности спутника”, а желтые, белые, оранжевые отложения не что иное, как выброшенные во время извержений на поверхность вещества: различные силикаты, сера, диоксид серы.
На других снимках Ио, полученных «Вояджером-1», ученые обнаружили восемь вулканических шлейфов.
Фото: NASA / Цветная мозаика поверхности Ио, составлена из снимков, сделанных зондом "Вояджер-1". На изображении запечатлен действующий вулкан Пеле, а также вулканический шлейф, который достигает 300 км в высоту.
Открытия зонда и последующие наблюдения за спутником Юпитера помогли специалистам понять, что Ио — самый геологически активный мир в Солнечной системе, на сегодняшний день на нем насчитывается порядка 400 действующих вулканов.
Меряем мир в сосисках!
Пройдя этот тест, вы узнаете, сколько нужно сосисок, чтобы спуститься по ним на дно Марианской впадины. А еще сколько их можно съесть, пока длится самый долгий в мире поцелуй. Не пропустите!
Старина Юпитер
by NASA