Neptune Odyssey () — концепция флагманской миссии НАСА по исследованию системы Нептуна, разработанная в 2020 году командой под руководством Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (APL) для "Десятилетнего обзора планетарной науки и астробиологии" на 2023—2032 годы. Проект предполагает запуск в 2033 году орбитального аппарата и атмосферного зонда для всестороннего изучения самого Нептуна, его колец, магнитосферы и крупнейшего спутника — Тритона, который считается захваченной карликовой планетой из пояса Койпера и потенциальным океаническим миром.
По состоянию на 2025 год, проект Neptune Odyssey остается на стадии концепции и не получил официального одобрения НАСА. В апреле 2022 года в качестве главного приоритета для флагманской миссии к ледяным гигантам Десятилетний обзор рекомендовал проект Uranus Orbiter and Probe (UOP) из-за его более высокой технической готовности и возможности запуска на существующих ракетах-носителях, таких как Falcon Heavy. Миссия к Нептуну была признана имеющей исключительные научные достоинства, но ее реализация была отложена из-за необходимости использования более мощной и дорогой ракеты Space Launch System (SLS) Block 2 с дополнительным разгонным блоком Centaur.
Научные цели Миссия направлена на достижение пяти основных научных целей, определенных в матрице научной прослеживаемости (Science Traceability Matrix): Происхождение ледяных гигантов и экзопланет: Определить состав недр и атмосферы Нептуна, включая содержание благородных газов и изотопные отношения, чтобы понять, как формируются и эволюционируют планеты этого класса, широко представленные среди экзопланет. Магнитное поле и магнитосфера: Выяснить причину необычной конфигурации магнитного поля Нептуна (сильно наклоненного и смещенного) и изучить структуру и динамику его магнитосферы, включая полярные сияния. Тритон как океанический мир: Установить, существует ли под ледяной корой Тритона подповерхностный океан, исследовать природу его гейзеров (плюмов) и состав крайне разреженной атмосферы. Сравнительная планетология: Сравнить геологию, геофизику и состав Тритона с аналогичными характеристиками Плутона и других объектов пояса Койпера. Система колец и малых спутников: Изучить происхождение, структуру и динамику колец Нептуна, их загадочных «дуг», а также малых спутников, некоторые из которых могут быть захваченными объектами.
Конструкция и состав миссии Миссия включает в себя два основных элемента: орбитальный аппарат и атмосферный зонд.
Орбитальный аппарат: Масса: ~3816 кг (стартовая, включая топливо). Энергоснабжение: 3 РИТЭГ нового поколения общей мощностью около 1087 Вт на старте. Потребуется около 28,8 кг плутония-238. Двигательная установка: Двухрежимная система для выхода на орбиту и маневров. Связь: 4-метровая остронаправленная антенна для передачи научных данных в X и Ka-диапазонах. Полезная нагрузка (14 приборов): Включает цветную узкоугольную камеру, УФ-спектрограф, спектрометры видимого/ближнего и теплового ИК-диапазонов, микроволновой радиометр, магнитометр (на 10,5-метровой штанге), детекторы плазмы, энергичных частиц и пыли, лазерный альтиметр и прибор для радио- и плазменных волн.
Атмосферный зонд: Масса: ~274 кг. Цель: Отделение от орбитального аппарата за 30 дней до входа в атмосферу, вход в атмосферу Нептуна и спуск до давления в 10 бар в течение ~37 минут. Теплозащита: Материал HEEET (Heatshield for Extreme Entry Environment Technology) для передней части, способный выдержать пиковую тепловую нагрузку ~5470 Вт/см². Полезная нагрузка (8 приборов): Включает масс-спектрометр, детектор содержания гелия, датчики атмосферной структуры (температуры, давления, ускорения), детектор орто/пара-водорода, нефелометр, радиометр результирующего потока и камеру для публичного вовлечения(Public Engagement Camera - для создания красивых кадров из далекого космоса).
Предполагаемый ход миссии После запуска в 2033 году на ракете SLS Block 2 с разгонным блоком Centaur аппарат совершит 16-летний перелет к Нептуну (прибытие в 2049 году). Альтернативные сценарии с гравитационным маневром у Юпитера позволили бы сократить время перелета до 12 лет, но требуют запуска в более ранние сроки (до 2032 года). Во время перелета планируется проведение наблюдений гелиосферы, астероидов-кентавров и других тел Солнечной системы. По прибытии к Нептуну зонд отделится и войдет в атмосферу планеты, передавая данные на пролетающий орбитальный аппарат, который затем выполнит маневр выхода на ретроградную орбиту. В ходе основной четырехлетней миссии орбитальный аппарат совершит 46 близких пролетов Тритона, что позволит получить детальные снимки и данные о его поверхности и гравитационном поле. Завершится миссия, подобно Cassini, контролируемым входом аппарата в атмосферу Нептуна.
Итоги конкурса концепций В апреле 2022 года в рамках Десятилетнего обзора планетарной науки концепция Neptune Odyssey была рассмотрена наряду с другими флагманскими проектами. Ключевым фактором, повлиявшим на решение комитета, стала логистика. В то время как для миссии к Урану (UOP) был доступен запуск на ракете Falcon Heavy в 2031—2032 годах с использованием гравитационного маневра у Юпитера, миссия к Нептуну в 2030-х годах требовала более мощной и дорогой ракеты SLS Block 2 с разгонным блоком Centaur для прямого перелета. В результате, UOP получил наивысший приоритет как флагманская миссия к ледяным гигантам, а Neptune Odyssey была отнесена к концепциям с «исключительными научными достоинствами», реализация которых возможна в будущем.
Похожие проекты Uranus Orbiter and Probe Trident Europa Clipper
Примечания
Категория:Исследование Нептуна Категория:Автоматические межпланетные станции США Категория:Проекты НАСА