スプライト（宇宙船）
| 名称 | 土星探査機内部および大気圏探査機 |
|---|---|
| ミッションの種類 | 大気圏探査機 |
| オペレーター | NASA |
| ミッション期間 | 航続期間：10年（予定） |
| 宇宙船の特性 | |
| 宇宙船 | スプライト |
| 宇宙船の種類 | 大気圏探査機 |
| バス | CRSC |
| 寸法 | 大気探査機： 86.7 x 53.6 cm |
| ミッション開始 | |
| 打ち上げ日 | 2024年11月（予定） |
| ロケット | アトラス V 401（提案） |
| 発射場 | ケープカナベラル、SLC-41 |
| 請負業者 | ユナイテッド・ローンチ・アライアンス（ULA） |
| 土星大気探査機 | |
| 宇宙船構成部品 | 大気圏探査機 |
| 大気圏突入 | 2034年11月（予定） |
| 土星のフライバイ | |
| 宇宙船構成部品 | CRSC |
| 最接近 | 2034年11月（予定） |
| 距離 | 約10万km |
SPRITE（Saturn PRobe Interior and aTmospheric Explorer）は、NASAが提案した土星大気探査ミッションのコンセプトです。SPRITEは、地球から独自の巡航ステージで土星まで移動し、その後土星の大気圏に突入して降下し、その場で測定を行う大気圏突入探査機の設計です。
概要
2017年9月のカッシーニ探査終了時点では、土星に関する多くの基本的な疑問は、その実施と科学機器の限界のために、十分に調査されていませんでした。太陽系形成に関する競合するモデルを区別し、太陽系外惑星系のより良い文脈を提供するためには、土星の大気構造、希ガス、元素の存在量を直接測定する必要があります。[ 1 ] SPRITE探査機は、土星の大気の構造と組成に関する理解に革命をもたらし、太陽系外巨大惑星の理解を深めるでしょう。[ 2 ]
SPRITE は、NASAゴダード宇宙飛行センターのエイミー・サイモン氏を主任研究員とするカリフォルニア工科大学のジェット推進研究所によって提案されました。
ニューフロンティア提案
SPRITEミッションのコンセプトは、2016年にNASAのニューフロンティア計画ミッション4として資金提供されるミッションとして提案されましたが、開発には選ばれませんでした。最終的に選ばれたのはタイタンへのドラゴンフライミッション[ 3 ]で、CAESAR彗星サンプルリターンミッションは研究対象として選ばれましたが、最終候補には選ばれませんでした[ 4 ]
このプログラムの仕組み上、別の選考プロセスで再提出される可能性があります。ニューフロンティアは、ニューホライズンズによる冥王星およびそれ以降の探査ミッションに始まり、10億ドルを超える規模のミッションで、機会は少ないものの規模は大きいミッションです。
目標
2013～2022年の惑星科学10年計画では、10バール以上の深さでの現場測定の必要性から、土星探査ミッションがNASAニューフロンティア計画の優先度の高いミッションターゲットとして特定されました。 [ 5 ] SPRITEチームは、「太陽系の形成、進化、構造に関する理解を深めるには、巨大惑星が果たす役割を十分に理解することが不可欠であり、これは土星の大気の組成、構造、ダイナミクス、プロセスの現場測定なしには達成できない」と説明しています。これを達成するために、ミッションの科学者たちは2つの主要な目標を設定しました
宇宙船
SPRITEミッションのコンセプトは、キャリアリレー宇宙船（CRSC）と少なくとも10バールまで降下する突入探査機から構成されています。[ 8 ]降下戦略では、熱シールドとそれに続くパラシュートの使用が求められており、探査機が最大2時間データ収集できるようにします。[ 8 ]探査機は、探査機の降下経路に沿って組成と大気構造（力学を含む）を直接測定し、リモートセンシング測定ではアクセスできない科学を提供します。[ 9 ]
太陽光発電によるCRSCには、突入前にその場所を撮影するためのマルチチャンネル画像撮影装置と、探査機の測定のための地球全体の状況を示す画像撮影装置が搭載される。[ 8 ] CSRCモジュールは土星を周回することはないが、土星を一度フライバイし、探査機の科学データをディープ・スペース・ネットワークを通じて地球に複数回中継する。[ 8 ]
ペイロード
提案されているSPRITE大気突入探査機は、土星の大気の構造、力学、組成、化学、雲を少なくとも10バールまで測定するための科学機器ペイロードを搭載する予定です。[ 7 ]
概念的なペイロードは2つの分光計から構成されています。[ 8 ]四重極質量分析計は、希ガスと希ガス同位体を極めて高感度で測定します。特に重要なのは、土星の熱進化を理解する鍵となるヘリウム（ He ）の測定です。 [ 7 ]そして、可変波長レーザー分光計は、土星の大気の化学構造を決定するために分子の存在量と同位体比を測定し、一酸化炭素（CO）、ホスフィン（PH）などの非平衡種を測定します。3）とエタン（C2H6）は、土星の深層水の豊富さを推測するために使用できます。[ 7 ]
大気構造計測装置（ASI）は、土星の大気の圧力と温度のプロファイルを提供することで、静的安定度の高度プロファイルを決定します。また、ネフェロメーターによる雲の測定値と組み合わせることで、土星の複数の雲層の位置と構造を決定するプロセスを解明します。ASIには、突入時の加速度を測定する加速度計も搭載されており、これにより探査機の突入および降下軌道を再構築し、上層大気の熱構造を特徴付けることができます。[ 8 ]
ドップラー風実験は、超安定発振器を使用して土星の大気の3次元ダイナミクスを測定し、大気波による深度と鉛直方向の動きを含む局所的な風のプロファイルを提供します。[ 7 ]
打ち上げと軌道
SPRITEは2024年11月下旬に打ち上げられる予定でした。探査機は地球-金星-地球-地球の重力アシストを利用し、2034年11月に土星に到達する予定です。大気探査機は突入の30日前にCRSCから分離されます。撮影と観測は突入前の6日間行われます。CRSCは約10万kmの距離を土星にフライバイし、太陽脱出軌道を継続します
SPIRITEが訪れるであろう物体
- 金星（フライバイ）
- 地球（フライバイ3回）
- 土星（フライバイ＋大気圏探査機）
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参照
- ガリレオ探査機（1995年に木星大気圏突入探査機に突入）
- パイオニア金星マルチプローブ（金星大気圏突入探査機、1978年突入）
- ホイヘンス宇宙船（カッシーニ探査機によって土星の衛星タイタンに運ばれた）
- 土星大気圏突入探査機（土星への同様の宇宙船突入探査機のコンセプト）
- 充電式ではない電池で動く宇宙船のリスト
参考文献
- ^サイモン、エイミー、バンフィールド、D.（2016年6月11日）「土星探査機内部および大気圏探査機（SPRITE）」 NASA技術報告書。NASA 。2017年9月17日閲覧
この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。 - ^チャン、ケネス（2017年9月15日）「土星へ戻る？カッシーニの後継ミッション5件提案」ニューヨーク・タイムズ。2017年9月18日閲覧。
- ^ Jeff Foust、 NASAが次期ニューフロンティアミッションにタイタン無人機を選定SpaceNews 2019年6月27日。2019年7月15日閲覧。
- ^ NASAのニューフロンティアミッションは地球外生命体の探査や太陽系の歴史の解明を目指すエラナ・グロワッツIBタイムズ2017年12月20日
- ^ 2013～2022年の10年間における惑星科学のビジョンと航海(PDF)。全米科学アカデミー出版。2011年。15 ～ 16頁。ISBN 978-0-309-22464-2。
- ^ a b Simon, Amy (2016年6月11日). 「SPRITE – 土星探査機内部と大気圏探査機」(PDF) . NASA . 2017年9月17日閲覧この記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
- ^ a b c d e f Atkinson, David H.; Simon, Amy; Banfield, Don (2017). 「土星探査機内部・大気圏探査ミッション（SPRITE）」(PDF) . Geophysical Research Abstracts . 19. 2017年9月17日閲覧。
- ^ a b c d e f D. Atkinson, AA Simon, D. Banfield, S. Atreya, J. Blacksberg, W. Brinckerhoff, A. Colaprete, A. Coustenis, L. Fletcher, T. Guillot, M. Hofstadter, J. Lunine, P. Mahaffy, M. Marley, O. Mousis, T. Spilker, M. Trainer, C. Webster (2017). 「土星探査機の内部と大気に関する新たなフロンティア」(PDF) . EPSC Abstracts . 11. 2017年9月18日閲覧。
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^土星探査 – 土星プローブ内部・大気探査機 (SPRITE) ミッションAtkinson, David H.; Simon, Amy A.; Banfield, Don; Atreya, Sushil K.; Blacksberg, Jordana; Brinckerhoff, William; Colaprete, Anthony; Coustenis, Athena; Fletcher, Leigh; Guillot, Tristan; Hofstadter, Mark; Lunine, Jonathan I.; Mahaffy, Paul; Marley, Mark S.; Mousis, Olivier; Spilker, Thomas R.; Trainer, Melissa G.; Webster, Chris; American Astronomical Society DPS meeting #48, id.123.29 2016年10月16日～21日
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