タイタン土星系ミッション
 |
 タイタンを探査するTSSMの3つの主要コンポーネントの想像図 | |
| 名前 | タンデム |
|---|---|
| ミッションタイプ | 土星探査 |
| オペレーター | NASA / ESA |
| Webサイト | sci.esa.int |
| ミッション期間 | 2年（提案）[ 1 ] |
| 宇宙船の特性 | |
| 打ち上げ質量 | オービター：1,613 kg (3,556 ポンド) |
| 着陸質量 | モンゴルフィエール: 600 kg (1,300 ポンド) 着陸船: 190 kg (420 ポンド) |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 提案： 2020年から2029年の間 |
| ロケット | デルタIVヘビー、スペース・ローンチ・システム[ 2 ]ブロックIB、またはアトラスV |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | タイタン |
| 半長軸 | 1,500 km (930 マイル) |
| 傾斜 | 85° |
| 期間 | 約4.8時間 |
| タイタン軌道船 | |
| 軌道挿入 | 2029～2038年頃（提案） |
| タイタン大気探査機 | |
| 宇宙船の部品 | TSSMモンゴルフィエール |
| タイタン着陸船 | |
| 宇宙船の部品 | タイタン・マーレ探査機またはその他のTSSM着陸機の提案 |
| 着陸地点 | リゲイア・マーレ |
大型戦略科学ミッション惑星科学部門 | |
タイタン土星系ミッション（TSSM ）は、土星とその衛星タイタンとエンケラドゥス[ 1 ]の探査を目的としたNASAとESAの共同提案であり、カッシーニによって多くの複雑な現象が明らかになった。TSSMは2020年に打ち上げが提案され、その後地球と金星の重力補助を受けて、2029年に土星系に到着する予定だった。4年間の主要ミッションには、2年間の土星ツアー、2か月のタイタン航空サンプル採取フェーズ、および20か月のタイタン周回フェーズが含まれる。
2009年には、木星とその衛星へのミッションがタイタン土星システムミッションよりも優先されましたが、[ 3 ] TSSMの開発と打ち上げの可能性については引き続き評価されます。
起源と地位
 | このセクションは更新が必要です。（2021年6月） |
タイタン土星系ミッション（TSSM）は、ESAのタイタン・エンケラドゥス・ミッション（TandEM）とNASAのタイタン・エクスプローラ（2007）研究を統合して、2009年1月に正式に創設されましたが、[ 4 ]両方の概念を組み合わせる計画は少なくとも2008年初頭に遡ります。TSSMは資金面でエウロパ木星系ミッション（EJSM）の提案と競合しており、2009年2月にNASA/ESAがTSSMよりもEJSMを優先したことが発表されました。[ 5 ] [ 6 ] TSSMは、2020年代頃の打ち上げに向けて研究が続けられました。ミッション要素の詳細な評価レポート[ 7 ]と、TSSMの一部となる可能性のあるタイタン海エクスプローラ（TiME）と呼ばれるタイタンの湖に着陸するためのモジュールの具体的な概念が、それぞれ2009年2月と10月に提案されました。
2014年にはTSSMがSLS超大型ロケットでの打ち上げのために復活する可能性があると考えられていた。[ 2 ]
ミッションの概要
TSSMミッションは、軌道船と2機のタイタン探査探査機で構成される。探査機はタイタンの雲に浮かぶ熱気球と、メタンの海に着水する着陸機である。
両探査機のデータはタイタン周回衛星に中継される予定で、カッシーニ・ホイヘンス計画よりもはるかに包括的な、画像撮影、レーダープロファイリング、地表および大気のサンプリングのための機器を搭載し、タイタンの特徴を調査する予定です。
この探査機は、土星に到達するために、他の惑星への重力アシストフライバイを複数回利用します。基本設計では、2020年9月の打ち上げ、その後4回の重力アシストフライバイ（地球–金星– 地球 – 地球）を経て、9年後の2029年10月に土星に到着することが想定されていました。これは、2018年から2022年にかけて利用可能な地球から土星への移動オプションの一つです。しかしながら、現在のNASAの計画ではTSSMは優先順位が低く、提案されている打ち上げ日程のいずれも達成できる可能性は低いでしょう。
2029年10月に土星に到着すると、探査機の化学推進システムによって探査機は土星周回軌道に投入されます。その後2年間は土星周回フェーズに移行し、その際に搭載部品の展開が行われます。このフェーズでは、少なくとも7回のエンケラドゥス接近フライバイと16回のタイタン接近フライバイが含まれます。この期間中、衛星の重力アシストとマニュファクチャリングを繰り返すことで、タイタン周回軌道への投入に必要なエネルギーを削減します。探査機がエンケラドゥス接近フライバイを完了すると、探査機は衛星の南極にある 異常な氷火山噴煙を分析します。
熱気球モンゴルフィエールは、2030年4月から2030年10月までの6か月間のミッションで、タイタンの大気圏に弾道突入するための最初のタイタンフライバイに近づく際に放出される予定である。カッシーニ・ホイヘンス探査機の発見に基づくと、モンゴルフィエールは、その公称寿命中に、タイタンの表面から10キロメートル上空の展開緯度約20°Nで、少なくとも1回はタイタンを周回できるはずである 。
湖着陸船
湖着陸機のコンセプトに関しては、数多くの提案がなされてきた。これまでで最も詳細な計画の1つは、いわゆるタイタン海探査機（TiME）である。これは元々は別の偵察ミッションとして提案されたが、最終的には延期され、TSSMに含まれる可能性がある。[ 8 ] [ 9 ]承認されれば、TiMEは2回目のタイタン接近通過時に探査機から放出される。タイタンの霞の層と太陽からの距離のため、着陸機は太陽電池パネルで電力を供給できず、新型の先進スターリング放射性同位元素発生装置（ASRG）に依存することになる。[ 9 ] [ 10 ]は着陸ネットワークや他の惑星ミッションに長寿命電源を提供することを目的としたプロトタイプである。着陸機は、北緯約79度にある北極の液体炭化水素の海、リゲイア海をターゲットとする。この探査機は、2005年のホイヘンス探査機と同様にパラシュートで降下する。6時間の降下中に大気を分析し、その後、液体の表面に着水する。プルトニウムを燃料とするこの探査機の主な目的は、約3～6か月間、表面の有機物を採取・分析することである。これは、地球外の海を浮遊状態で探査する初のケースとなる。主要ミッションに加え、TiMEには、タイタンの湖の化学組成と物理的特性を調査するための一連の先進的な機器が搭載される可能性がある。これには、液体炭化水素を分析するための分光計、湖底をマッピングするためのソナー、タイタン特有の気象条件を監視するための気象観測所などが含まれる。さらに、ミッション計画担当者は、TiMEから展開してリゲイア海の海底を探査する潜水探査機の搭載を検討しており、タイタンの海における生命誕生前の化学反応の可能性について前例のない知見が得られるだろう。これらの改良により、タイタンに関する理解が深まるだけでなく、宇宙における生命の起源というより広範な疑問に対する手がかりも得られる可能性がある。
科学の目標と目的
|
TSSM ミッションの主な目標は、次の 4 つのカテゴリにまとめることができます。
- タイタンをシステムとして探索する
- タイタンの有機物と宇宙生物学的可能性を研究する
- タイタンの起源と進化モデルを制約する
- エンケラドゥスと土星の磁気圏に関する情報の回復
タイタンにおける科学的目標は、表面の組成や様々な有機成分の地理的分布、メタン循環とメタン貯蔵庫、表面地形の年代、特に氷火山活動と地殻変動が現在も続いているか、それともより活発な過去の名残か、アンモニアの有無、磁場の有無、地下海の有無、上層大気における複合イオン形成を促す化学反応、そしてカッシーニ探査後も十分に探査されていない高度400～900kmの大気圏の広い高度範囲に関する情報を提供することである。さらに、あらゆるレベルの大気の季節変化や、成分の宇宙への長期的散逸についても、解明すべきことがまだ多く残されている。
TiME着陸船は、タイタンの北半球にあるメタンの海、リゲイア海に着水する。タイタンのメタン循環は地球の水循環に類似しており、気象作動流体は液相と気相で存在すると考えられている。TiMEはタイタンのメタン循環を直接識別し、地球の水循環との類似点と相違点の理解に役立つだろう。[ 9 ] しかし、大気へのメタン補給源に関する疑問は依然として解明されていない。この世界は今も機能している有機活動によって形成されており、カッシーニ・ホイヘンス探査機の発見は、地質学的プロセスと大気プロセスがバランスよく調和した世界であり、太陽系で地球に最もよく似た世界を示唆している。さらに、カッシーニがタイタンの濃い大気と地表の深部で発見した内部海は、主に液体の水で構成されていると考えられている。[ 11 ] TSSMは、50年間の宇宙探査の中で、他の惑星の陸地、海上、空中における活発な有機化学と気候の広範囲かつ学際的な現場調査が行われる最初のミッションとなるだろう。
参照
参考文献
- ^ a b「TANDEM/TSSMミッション概要」欧州宇宙機関2009年10月20日 2009年11月8日閲覧。
- ^ a bクリーチ、スティーブン（2014年4月）「NASAのスペース・ローンチ・システム：深宇宙探査のための能力」（PDF）。戦略・パートナーシップ・スペース・ローンチ・システム（SLS）プログラム。
- ^リンコン、ポール (2009年2月20日). 「木星、宇宙機関の観測対象に」 BBCニュース. 2009年2月20日閲覧。
- ^ 「TSSM NASA/ESA共同概要報告書」 ESA、2009年1月19日。 2009年11月26日閲覧。
- ^ 「NASAとESA、外惑星ミッションを優先」 NASA、2009年2月18日。
- ^リンコン、ポール（2009年2月18日）「宇宙機関の観測対象に木星」BBCニュース。
- ^ 「ESAのタンデム/TSSMへの貢献に関するESA内部調査報告書が公開」 ESA 2009年2月12日。
- ^ Hsu, Jeremy (2009年10月14日). 「原子力ロボット船がタイタンの海を航行できる」 . Space.com .
- ^ a b c Stofan, Ellen (2009年8月25日)、「Titan Mare Explorer (TiME): The First Exploration of an Extra-Terrestrial Sea」(PDF)、NASAの10年計画調査へのプレゼンテーション、Space Policy Online、2009年10月24日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ、 2009年11月4日閲覧。
- ^ 「NASAの惑星科学部門の最新情報」(PDF) 2008年6月23日。2008年9月21日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
- ^ 「タイタン：事実」 2018年5月2日. 2025年7月25日閲覧。
外部リンク
