목성 얼음 달 궤도선

목성의 얼음 달 궤도선(JIMO)은 목성의 얼음 달들을 탐사하기 위해 고안된 NASA의 제안된 우주선이다.주요 표적은 유로파였는데, 액체 상태의 물바다가 외계 생명체를 품고 있을 수도 있다.가니메데와 칼리스토는 현재 얼음 표면 아래에 액체로 짠 바다가 있는 것으로 생각되고 있으며 탐사선의 관심 대상이기도 했다.

JIMO 우주선

JIMO는 많은 혁명적인 특징을 가지고 있었다.목성의 달로 가는 주요 항해 내내, 그것은 고출력 전기 추진 또는 NEXIS 엔진을 통한 이온 추진 시스템과 소형 핵분열 원자로에 의해 추진될 것이다.브레이튼 전력 변환 시스템은 원자로 열을 전기로 변환할 것이다.기존 태양광 또는 방사성 동위원소 열전 발전기(RTG) 기반 전력 시스템의 수천 배에 달하는 전기 출력을 제공하는 이 원자로는 실물 크기의 얼음 투과 레이더 시스템을 비행하고 강력한 고대역폭 데이터 전송기를 제공하는 것과 같은 기회를 열 것으로 기대되었다.

전기 추진기 (8개의 이온 엔진과 다양한 크기의 홀 추진기)를 사용하면 목성의 달 주위로 가고 나가는 것이 가능해 질 것이고, 현재 우주선에 존재하는 것보다 더 철저한 관찰과 지도 제작 창을 만들 것이다.

이 설계는 민감한 우주선 장비를 보호하는 강력한 방사선 차폐막 뒤에 원자로가 우주선 끝에 위치하도록 요구했습니다.탐사선이 지구 궤도를 벗어나야 원자로가 가동되기 때문에 궤도로 발사해야 하는 방사성핵종의 양이 최소화된다.이 구성은 태양계 외부로의 이전 임무에서 사용된 RTG보다 덜 위험한 것으로 생각된다.

Europa Lander Mission은 핵추진 소형 Europa 착륙선을 JIMO에 탑재할 것을 제안했다.그것은 또한 ^[1]지구로의 통신 중계기 역할을 하는 궤도선과 함께 이동하게 될 것이다.그것은 유로파의 거주가능성을 조사하고 유로파의 얼음 ^[2]껍질 안과 아래에 있는 물의 특징을 확인함으로써 유로파의 우주생물학적 잠재력을 평가할 것이다.

Northrop Grumman은 2004년 9월 20일 록히드 마틴과 보잉 IDS를 제치고 미화 4억 달러의 예비 설계 계약으로 선정되었습니다.그 계약은 2008년까지 계속되기로 되어 있었다.건설 및 개별 계측기를 포함하는 별도 계약은 나중에 체결될 예정이었다.

예비 설계 사양

• 지구 저궤도의 총질량: 36,375 kg
• 제논 추진제 질량: 12,000 kg
• 원자로 모듈 질량: 6,182 kg (출력 200 kWe)
• 우주선 모듈 드라이 질량: 16,193 kg
• 과학 페이로드 중량: 1,500 kg
• 전동 터보 얼터네이터: 104kW(440V AC)×1
• 전개식 라디에이터: 422m² 표면적
• 전기 헤라클스 이온 스러스터: 복수의 30kW 고효율, 비임펄스 7,000초(69kN·s/kg)
• 홀 추진기: 고출력, 고추력
• 통신 링크: 10 Mbit/s (4×250 W TWTA)
• 전개 사이즈 : 길이 58.4 m × 폭 15.7 m
• 수납 크기 : 길이 19.7m × 폭 4.57m
• 미션 설계 수명: 20년
• 발매일 : 2017년
• 발사체:델타 IV 헤비
• 비용: 160억달러 (출시 제외)

핵추진

JIMO 미션은 200kWe의 소형 핵분열 전력 시스템에 의해 전력을 공급받는 장기 미션을 위한 핵 전기 추진 시스템을 포함하도록 제안되었다.원자력 추진 프로그램은 2003년부터 2005년까지 ^[4]DOE의 해군 원자로 지부에 의해 수행되었다.

제안된 시스템 설계는 가스 냉각 원자로와 브레이튼 전력 변환으로, 장기간의 JIMO 임무 ^[4]기간 동안 200 킬로와트의 최대 출력을 발생시켰다.

미션 프로파일

2015년 5월, 2개의 이송 단계와 탐침을 조립하기 위해 LEO에 3회의 발사가 계획되었다.2015년 10월 말부터 2016년 1월 중순까지 진행되는 발사 기간 동안 탐사선을 목성 궤도로 쏘아올리기 위한 발사 단계였다.

비행 첫 달 동안 탐사선의 주요 구조가 전개되고 원자로가 작동되며 추진기가 테스트되었다.행성간 비행은 2021년 4월까지 지속되었을 것이다(이온 엔진은 3분의 2의 시간을 작동해야 했다).

일단 탐사선이 목성의 영향권에 들어오면, 항해는 더 복잡하고 어려워질 것이다.탐사선은 궤도에 진입하기 위해 중력 보조기동을 사용해야 할 것이다.

탐사선은 칼리스토와 가니메데를 각각 3개월 동안, 그리고 마지막으로 유로파를 한 달 동안 연구했을 것이다(Io에 대한 연구도 궤도 조건이 좋을 때 계획되었다).

2025년 9월 임무가 끝났을 때, 그 차량은 유로파 주변의 안정적인 궤도에 주차되어 있었을 것이다.

취소

NASA의 우선순위가 바뀌면서 승무원의 우주 임무를 선호하게 되었기 때문에, 이 프로젝트는 2005년에 자금을 잃었고, JIMO 임무는 사실상 취소되었다.무엇보다도 제안된 핵 기술은 다중 발사 및 궤도 내 조립 미션 ^[5]아키텍처와 마찬가지로 너무 야심적인 것으로 간주되었다.JIMO와 함께 제트 추진 연구소의 엔지니어들은 2005년 ^{[citation needed]}봄과 여름에 해고되거나 재배치되었습니다.

예산 변경의 결과로, NASA는^[when?] 대신 원자로와 열 제거 시스템을 테스트하기 위해 지구에 더 가까운 목표물에 대한 시연 임무를 고려하고 있다.우주선은 원래 크기보다 축소될 수도 있다.^{[citation needed]}

그것이 취소되었을 때, JIMO의 미션은 초기 계획 단계에 있었고 2017년 이전에 발사될 것으로 예상되지 않았다.그것은 핵분열을 우주선 추진 수단으로 발전시키기 위한 프로그램인 NASA Prometheus 프로젝트의 첫 번째 제안된 임무가 될 예정이었다.

이후 제안된 대체품

JIMO 이후, NASA와 ESA는 목성의 위성에 대한 공동 임무인 유로파 목성계 임무를 계획했다.이 임무도 2011년에 취소되었다.

ESA는 그 후 계속해서 그 설계에 대해 개별적으로 작업해 왔고 2012년 5월 2일 자금 지원을 위해 두 개의 다른 ESA 미션보다 목성 얼음 달 탐사선(JUICE) 미션을 선택했습니다.JUICE 미션은 목성의 위성 유로파, 칼리스토, 가니메데를 연구해 2022년 아리안 5호 운반 로켓으로 ESA L급 미션을 발사할 예정이다.

2010년대 후반, Europa Clipper는 태양 에너지로 작동하며 궤도를 도는 것이 아니라 달의 여러 비행에 참여한다는 점에서 상당한 차이를 보이며 Europa에 대한 NASA의 주요 임무가 되었다.또 다른 유사한 임무는 유로파 클리퍼를 보완하기 위해 NASA의 우주생물학적 임무인 유로파 랜더입니다.유로파 클리퍼는 2024년^[6], 유로파 랜더는 ^[7]2025년 출시될 예정이다.

「 」를 참조해 주세요.

• Europa Lander (NASA) (Europa Clipper용 단독 런칭 랜더)
• 목성 얼음 달 탐사선(나중에 ESA가 목성계 탐사선을 계획)

레퍼런스

외부 링크

• Project Prometheus 최종 보고서 (2005)
• NASA Project Prometheus 웹 페이지