Фотография Тритона, спутника Нептуна. При клике картинка откроется в полном размере
Прошло уже 26 лет с того момента, как «Вояджер-2» пролетел мимо Нептуна. До настоящего момента — это единственный раз, когда к газовому гиганту приблизился земной космический аппарат. Специалисты NASA сейчас решили исправить этот недочет. и отправить к Нептуну (и/или Урану) новый космический аппарат, который займется изучением как этих планет, так и их спутников. Уже состоялась ключевая встреча инициаторов проекта, после которой было объявлено, что Лаборатория реактивного движения (ЛРД; англ. Jet Propulsion Laboratory) NASA займется планированием такой экспедиции.
Если планы будут утверждены, то к газовым гигантам будет направлен космический аппарат. Случиться это должно не сейчас, а через пару десятков лет — уже после реализации Mars 2020 и Europa Multiple Flyby Mission. Стоимость такого проекта должна составить немногим меньше $2 млрд. Эта миссия объявлена флагманской — наравне с предыдущими миссиями Cassini, Galileo, и Voyager.
Не так давно в NASA рассматривался аналогичный проект, Argo. Но его было решено не реализовывать, поскольку у агентства нет достаточного количества плутония, который используется для обеспечения энергией некоторых космических аппаратов. В то же время, удачным временем для запуска аппарата является интервал 2015-2020 год. Удачным оно считается потому, что в это время можно разогнать аппарат при помощи гравитационных полей Юпитера и Сатурна, расположение которых в это время будет оптимальным для осуществления миссии.
Правда, можно обойтись и без Юпитера с Сатурном, если новая сверхтяжелая ракета-носитель SLS будет разработана вовремя. В этом случае аппарат сможет достичь Урана и Нептуна гораздо быстрее, чем в случае запуска с обычной ракетой-носителем и дальнейшим разгоном у Юпитера и Сатурна.
Сейчас Конгресс США одобрил использование SLS (носитель еще только разрабатывается) для осуществления запуска аппарата к Европе. Сейчас NASA получила средства на плутоний, так что можно строить планы относительно последующих миссий.
Если все пройдет хорошо, и NASA получит необходимые для осуществления проекта деньги и утверждение планов, то аппарат направится еще и к Тритону, спутнику Нептуна — весьма интересному планетоиду, который, возможно, является бывшим «обитателем» пояса Койпера.
Кроме того, планируется изучить крупные спутники Урана, которые достаточно велики, чтобы считаться карликовыми планетами.
cjfynjy
Интересно. Совсем недавно на форуме UnmannedSpaceflight я читал, что на New Horizons эпоху пролетов (fly-by) мимо космических тел собирались закончить, т.к. это, конечно, все хорошо и результативно, но больно уж невыгодно и неэффективно по сравнению с выводом аппаратов на орбиту вокруг планет (orbiter missions). А с орбитерами проблема — их либо надо запускать по траектории, «касательной» с орбитой самой планеты, чтобы зацепиться за ее гравитационное поле и начать обращаться вокруг нее (минус — такой полет займет в разы больше времени, чем прямой), либо запускать как обычно и потом оттормаживаться около цели (минус — требуется огромное количество топливо на борту для торможения, а это топливо — дополнительный вес, а значит, нужны более мощные ракеты на старте). Поэтому, дескать, с орбитерами к дальним планетам Солнечной системы будут ждать до 40-х годов, к которым планируют создать новые типы двигателей. Если в этой статье речь именно об орбитерах (тут не сказано, какой именно тип миссии), то, видимо, это оно и есть. Если речь о пролетах… странно это.
semmaxim
М? Насколько я помню из физики, одно тело не может зацепить другое так, чтобы оно осталось у него на орбите. Так что тормозить придётся в любом случае и по «касательной» траектории без корректировки на орбиту выйти невозможно.
cjfynjy
Для запуска с Земли к внешним планетам в общем случае можно применять траекторию, являющуяся как бы частью эллиптической орбиты, у которой ближайшая к Солнцу точка на расстоянии орбиты Земли, дальняя — на расстоянии орбиты интересующей нас планеты. Тогда нужно стартовать с Земли со скоростью, соответствующей скорости, которая была бы здесь у тела, обращающегося вокруг Солнца по такой орбите, а дальше уже «оно само». Пролетит ровно половину эллипса и встретится с планетой в дальней точке (если ось орбиты повернута куда надо, конечно). В этой точке скорость у космического аппарата будет меньше скорости планеты (потому что была бы у планеты такая же маленькая скорость в этой точке, она бы обращалась по орбите с таким же большим эксцентриситетом, как у аппарата).
А можно послать аппарат по такой траектории, чтобы в момент встречи с планетой его скорость (относительно Солнца) была не значительно меньше скорости планеты, а сравнима с ней. В этом случае скорость относительно планеты (разница их скоростей) будет совсем невелика, и там уж точно планета утянет аппарат за собой. К тому же, на большом расстоянии от Солнца у космических тел сферы Хилла (области, где их гравитация доминирует над гравитацией Солнца) все больше и больше, так что там это сделать легче, чем на Марсе / Венере / Меркурии.
То есть, конечно же, поправлюсь, что это я тут пишу «легко сделать», а на самом деле расчеты этих орбит будут очень нетривиальными, да и корректировок курса при подлете не избежать. Я просто хотел показать, что такие орбиты, для которых в момент встречи с планетой вектор скорости аппарата относительно этой планеты будет невелик, возможны.
semmaxim
Вот в том то и дело, что, насколько я помню, выйти на орбиту без приложения внешних сил математически невозможно. Два варианта — либо врежутся друг в друга, либо просто их траектория искривится.
cjfynjy
Хм. Тут мои познания заканчиваются, но было бы интересно про это почитать подробно. Попробовал погуглить по общим формулировкам, нашел пока только такое: http://new-physics.narod.ru/HTMLrus/21.html, но там как-то очень сильно попахивает, по выражению википедии, ориссом (особенно от всего сайта в целом). Не подскажете, как и где найти еще источники?
Вообще, с одной стороны, «интуитивно» в голове всплывают два контр-аргумента: во-первых, многочисленные гипотезы о том, что вон тот или вон тот спутники планет в Солнечной системе были захвачены родной планетой (по ссылке это тоже упоминается), во-вторых, между вариантами «врежутся друг в друга» (скорость пролетающего тела была слишком мала) и «пролетят мимо» (скорость была слишком велика) напрашивается третий вариант, когда скорость находится в некотором оптимальном диапазоне (ведь было бы странно, если бы существовало волшебное число, скажем, 123.8 км/с, и при 123.7 пролетающее тело упало бы на планету, а при 123.9 уже улетело бы дальше).
… А с другой стороны, ваше утверждение кажется мне «вероятным», так сказать. То есть я не сильно удивлюсь, если действительно так и окажется.
Novitsky
В статье явно сказано, что:И далее: