冥王星カイパーエクスプレス

冥王星カイパーエクスプレス
冥王星カイパーエクスプレスが冥王星-カロン系に遭遇する想像図
名前冥王星高速フライバイ（1992–1995）冥王星カイパーエクスプレス（1995–2000）
ミッションタイプ冥王星フライバイ
オペレーター米航空宇宙局（NASA）
ミッション期間キャンセル
宇宙船の特性
打ち上げ質量220 kg (490 ポンド) [ 1 ]
ペイロード質量7 kg (15 ポンド) [ 1 ]
力228ワット
ミッション開始
発売日2004年12月
ロケットデルタIIまたはスペースシャトル
木星のフライバイ
最接近2006年4月～6月[ 1 ]
冥王星のフライバイ
最接近2012年12月[ 1 ]
距離15,000 km (9,300 マイル)
トランスポンダー
帯域幅5 メガビット/秒

冥王星カイパー・エクスプレスは、ジェット推進研究所（JPL）の科学者と技術者によって提案され、 NASAによって開発されていた惑星間宇宙探査機です。この探査機は、冥王星とその衛星カロン、そして1つ以上のカイパーベルト天体（KBO）の探査を目的として打ち上げられる予定でした。この提案は、冥王星350探査機とマリナー・マークII探査機を冥王星に送る提案に続き、3番目の探査機でした。

当初は冥王星高速フライバイ計画として構想され、後に短期間冥王星エクスプレス計画と改名されたこのミッションは、冥王星を「未探査」と記した1991年の米国郵政公社の切手にヒントを得たものである。このプロジェクトには、JPLのエンジニアとカリフォルニア工科大学の学生が参加し、後にアラン・スターンをはじめとする冥王星350プロジェクトの科学者も加わった。プロジェクトは1992年に開始されたものの、開発段階は長く、提案と資金調達の段階で10年近くを費やした。計画段階で、1990年代半ばから後半にかけて海王星の彼方にカイパーベルト天体が多数発見されたことを受け、ミッションはカイパーベルト天体へのフライバイを含むように変更され、冥王星カイパーエクスプレス計画と改名された。しかし、NASAは最終的に2000年に予算の膨張を理由にこのミッションを中止することを決定した。[ 2 ]

ミッション中止後、スターンを含む冥王星高速フライバイチームのほとんどは、 NASAのニューフロンティア計画のために、冥王星カイパー・エクスプレスとほぼ同一のミッションであるニューホライズンズの開発に着手した。この探査機は、NASAとの資金難と更なる遅延の後、2006年1月に無事に打ち上げられ、2015年7月には冥王星-カロン系への史上初のフライバイを実施した。

歴史

冥王星とカロンにおける冥王星高速フライバイの想像図。
冥王星への高速フライバイのアーティストによる想像図。
冥王星のまだら模様の表面に接近する冥王星高速フライバイの想像図。明るい縁の向こうには、薄くて一時的な大気が青い霞として見え、遠くには冥王星の伴星カロンが迫りくる。

1992年にジェット推進研究所（JPL）が提案した冥王星高速フライバイ計画は、重量150kg（330ポンド）の探査機2機によるものでした。地球から冥王星までの旅は7～8年かかり、打ち上げは早ければ1998年とされていました。2機の探査機は、冥王星の異なる側面を観測するタイミングで打ち上げられる予定でした。このミッションの予算は4億ドル以下とされ、NASA長官ダニエル・ゴールディンはこの提案を全面的に支持しました。[ 3 ] [ 4 ]

1995年までに、このミッションは「冥王星エクスプレス」と呼ばれ、JPLのプロジェクト前責任者ロバート・シュテーレは「約3億ドル」の予算を提示した。この時点では、ミッションは依然として双子の宇宙船によるもので、1998年の打ち上げが期待されていた。[ 5 ] NASAは、ロシアの「ドロップ・ゾンド」探査機を冥王星に運ぶ代わりに、プロトンロケットを使って宇宙船を打ち上げるようロシアと交渉しようとした。 [ 6 ]マックス・プランク研究所から提案された別のアイデアでは、ドイツが打ち上げ資金を負担し、その代わりに冥王星エクスプレスにドイツの探査機を乗せ、木星の重力アシスト中にイオに投下するというものだった。 [ 7 ]

ミッションのタイミングは重要でした。冥王星の大気が凍結する直前に通過するはずだったからです。そして、その軌道のかなりの部分は大気が凍結すると考えられていました。ミッションの主な目的は、冥王星の表面を地図化し、二重惑星系の地質と地形を調べること、そして冥王星の大気の組成を決定することでした。この最後の任務は、大気の凍結が始まってからははるかに困難になっていたでしょう。搭載される科学機器には、可視光撮像システム、赤外線および紫外線分光計、そして電波掩蔽実験に使用する超安定発振器（USO）が含まれていました。

宇宙船は単純な六角柱型の構造で、重さは約220kg（490ポンド）で、ガリレオやカッシーニのミッションで使用されたものと同様の放射性同位元素熱発生装置（RTG）で駆動される予定だった。機内の制御とデータ収集は、5Mbit/sでデータ処理が可能な1.5MIPSのRISCベースのコンピュータシステムによって維持される予定だった。これにより、1年間で1ギガバイトを超えるデータの伝送が可能になった。通信は、広視野スタートラッカーを使用して方向補正された、固定の1.47m（4.8フィート）高利得アンテナを介して行われる予定だった。ミッション計画の初期段階では、ロシアの宇宙機関と協力して、冥王星の大気を調査するための小型ドロップゾンド探査機を含めるという提案があった。この計画は後に放棄された。

冥王星エクスプレスは2001年に打ち上げられると予測されていたが、準備が整ったのは2004年後半だった。宇宙船はデルタロケットかスペースシャトルで打ち上げられる予定で、おそらくは2004年12月に打ち上げられることになっていた。もしそうなっていたら、コロンビア号の事故後スペースシャトルが運航停止になっていたため、デルタロケットを使うしか選択肢がなかっただろう。当初は木星を経由するコースが取られていた。木星の重力井戸を利用して重力アシストで探査機の速度を上げることになっていた。冥王星への最接近距離は17～18km/sで約15,000kmとなり、1.0kmの解像度で地図を作成できるようになる。冥王星を通過した後、宇宙船は撮像カメラを使ってカイパーベルト天体を探索することになっていた。[ 1 ]

2000年9月、NASAは冥王星-カイパー・エクスプレス・ミッションの作業を中止したが[ 8 ]、NASAは計画を中止したのではなく「再検討・再計画中」としていた。当時のNASA広報担当者は、ミッションの費用は5億ドルと、1999年の当初予算3億5000万ドルに比べて高額で、到底賄えない金額だと述べていた[ 9 ] 。

参考文献

  1. ^ a b c d e E. Grayzeck (2014年8月26日). 「冥王星カイパー・エクスプレス」 . nssdc.gsfc.nasa.gov . NASA . PLUTOKE . 2015年6月4日閲覧。
  2. ^ K. Chang (2001年2月13日). 「冥王星探査ミッションは今しかない」 .ニューヨーク・タイムズ. 2015年7月18日閲覧。
  3. ^ JN Wilford (1992年9月11日). 「NASA​​、太陽系外縁部への迅速な訪問を計画」 . The Gainesville Sun. The New York Times . p. 9A . 2015年8月1日閲覧。
  4. ^ M. Carroll (1993年6月). 「宇宙探査：冥王星へのクイックトリップ」 .ポピュラーサイエンス. 第242巻第6号. p. 27. ISSN 0161-7370 . 
  5. ^ B. Lawren (1995). 「太陽から9番目の岩石：研究者たちは手遅れになる前に冥王星に宇宙船を送りたい」 . Omni . 第17巻第8号. ISSN 0149-8711 . 2015年3月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年8月1日閲覧。 
  6. ^ M. Wheeler (1995年7月). 「Destination: Pluto」 . 『ポピュラーメカニクス』第172巻第7号. pp.  64– 66. ISSN 0032-4558 . 
  7. ^ B. エヴァンス (2015年6月21日). 「冥王星まであと3週間：小さな衛星の世界と逃したミッション機会（パート2）」 . AmericaSpace . 2015年8月1日閲覧。
  8. ^ D. Savage (2000年12月20日). 「NASA​​、冥王星ミッションの提案募集、外惑星探査プログラムの再構築を計画」（プレスリリース）. NASA . 2015年7月18日閲覧。
  9. ^ 「NASA​​、冥王星探査ミッションの作業を中止」ニューヨーク・タイムズ、2000年9月23日。 2015年7月18日閲覧。
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