Lucy (sonda spațială)

Lucy
Space Probe Descrierea acestei imagini, comentată și mai jos Lucy Sonda spațială care zboară peste un asteroid troian ( impresia artistului ). Date generale
Organizare Goddard / NASA
Constructor Lockheed Martin / SwRI
Program Descoperire
Camp Studiul asteroizilor troieni ai lui Jupiter
Tipul misiunii Prezentare generală
stare În dezvoltare
Lansa 21 octombrie 2021
Prezentare generală a Asteroizii troieni ai lui Jupiter
Site [1]

Caracteristici tehnice
Sursa de energie Panouri solare
Principalele instrumente
L'ORRI aparat foto
Ralph Spectrometru-imager aproape de infraroșu
ESTE Spectrometru termic cu infraroșu

Lucy este o misiune spațială a NASA prezentată în programul Discovery care reunește misiunile de studiu ale sistemului solar la un cost redus. Obiectivul misiunii este de a studia in situ șase asteroizi troieni din Jupiter , care circulă pe orbita lui Jupiter și sunt poziționați în punctele Lagrange L 4 sau L 5 ale planetei situate în fața și în spatele acesteia. Lucy este prima navă spațială care s-a apropiat de aceste asteroizi cu caracteristici eterogene și care, după modelul lui Nice , sunt „fosile” alcătuite din materialele primitive care s-au agregat la începutul istoriei sistemului solar pentru a le forma. Planete și alte ceruri corpuri. Misiunea este selectată pe4 ianuarie 2017iar sonda spațială trebuie lansată pe21 octombrie 2021. După o lungă fază de abordare, care include două asistențe gravitaționale de pe Pământ, sonda spațială trebuie să studieze succesiv cele două grupuri de asteroizi troieni între 2027 și 2033.

Selectarea misiunii

Apelul la propuneri pentru a treisprezecea misiune spațială a programului Discovery , axat pe misiuni științifice cu buget redus, este lansat de NASA înfebruarie 2014. Prin urmare, plecarea programată prin care această selecție poate duce la selectarea a două misiuni (a 13- a și a 14- a  misiune a programului) indiferent dacă proiectele îndeplinesc criteriile de calitate sunt identificate. Pentru această misiune, agenția spațială americană specifică mai multe condiții financiare:

Selecția se face în trei etape: prima selecție este urmată de o a doua rundă la finalul căreia sunt selectați doar doi finaliști pentru studii suplimentare. Proiectul este selectat pe30 septembrie 2015printre cei 5 semifinalisti ai celei de-a treisprezecea misiuni a programului Discovery . Fiecare misiune primește 3 milioane de dolari pentru un studiu de un an.

În cele din urmă, misiunea este selectată la sfârșitul competiției pe 4 ianuarie 2017în același timp cu Psyche . Misiunea a fost lansată în 2021, în timp ce Psyche este în 2023. Misiunea Lucy este oferită de Harold F. Levison de la Southwest Research Institute din Boulder , Colorado , care este director științific în calitate de asistent al D r Catherine Olkin în același institut. Goddard Space Flight Center al NASA gestionează proiectul. Sonda spațială urmează să fie construită la instalația din Denver a companiei Lockheed Martin .

Context: modelul de la Nisa și asteroizii troieni din Jupiter

Managerul științific al misiunii, Harold F. Levison , este unul dintre cei patru cercetători din spatele modelului Nice, un scenariu dezvoltat în 2005 care descrie formarea și evoluția sistemului solar . Acest scenariu oferă o explicație pentru o serie de caracteristici ale sistemului solar, inclusiv proprietățile asteroizilor troieni din Jupiter care circulă pe orbita lui Jupiter și sunt poziționate în punctele Lagrange L 4 și L 5 ale sistemului Jupiter-Sun situat în în față și în spatele planetei uriașe. Conform acestui scenariu , asteroizii troieni ai lui Jupiter sunt „fosile” alcătuite din materiale primitive care s-au reunit la începutul istoriei sistemului solar pentru a forma planete și alte corpuri cerești.

Obiectivul misiunii lui Lucy este de a explora cele două grupuri de asteroizi troieni din Jupiter zburând succesiv peste șase dintre ei. Dacă teoria se dovedește a fi corectă pregătirea lor, acest studiu oferă informații importante despre primele zile ale sistemului solar și, eventual, despre compușii organici la originea vieții pe Pământ. Numele dat misiunii este legat de acest context. Lucy este o fosilă australopitecă descoperită de o echipă de cercetători americani, francezi și etiopici codirigită de Donald Johanson ( paleontolog care și-a dat numele asteroidului (52246) Donaldjohanson ), Maurice Taieb (geologie) și Yves Coppens (paleontologie) găsit în 1974 rămășițele fosilizate . Lucy ne revoluționează cunoștințele despre originile umane, arătând că dobândirea bipedalismului datează de cel puțin 3 milioane de ani. Numele dat Australopithecusului este el însuși derivat din piesa Lucy in the Sky with Diamonds of the Beatles .

Dezvoltare

30 octombrie 2018, proiectul trece cu succes revizuirea care închide faza B. Aceasta stabilește bugetul, planificarea dezvoltării (cu lansarea în 2021) și caracteristicile instrumentelor științifice de la bord.

Obiectivele misiunii

Lucy va ajuta să răspundă la unele dintre întrebările fundamentale stabilite în Studiul Decenal al Științei Planetare din 2013:

Obiectivele științifice stabilite pentru misiune sunt efectuarea următoarelor măsurători pentru toți asteroizii survolați:

Asteroizii studiați

Obiectivele de misiune pentru a acoperi șase asteroizi troieni Jupiter , două de tip C asteroid , două de tip D , probabil , provin din Centura Kuiper și două de tip P . Oamenii de știință cred că este probabil ca acești ultimi cinci asteroizi să fie bogați în materiale organice și că structura lor internă conține apă. Acești asteroizi sunt:

Lucy trebuie, de asemenea, să zboare (52246) Donaldjohanson , asteroid al centurii principale de tip C , cu scopul de a efectua o repetare a procedurilor pentru survolarea asteroizilor troieni.

Deși are același nume și eponim ca misiunea, asteroidul centurii principale (32605) Lucy nu este unul dintre asteroizii care este explorat de sondă. Nici asteroidul (172850) Coppens , al centurii principale și care poartă ca (52246) Donaldjohanson numele unui co-descoperitor al hominidului Lucy, nu este una dintre țintele sondei Lucy .

Principalele caracteristici ale asteroizilor studiați
Caracteristică (52246) Donaldjohanson (3548) Euribat (15094) Polimel (11351) Leucos (21900) Oros (617) Patroclus și luna lui Ménetios
Poziţie Centura principală Punctul troian L 4 Punctul troian L 4 Punctul troian L 4 Punctul troian L 4 Punctul troian L 5
Tipul asteroidului VS VS P D D P (asteroidal)
Diametru 3,9  km 64  km 21  km 34  km 51  km 113 și 104 km
Perioada de rotație (ore) 8.7 515 13.5 103
Albedo 0,1 0,05 0,091 0,08 0,08 0,047
Excentricitate 0,19 0,09 0,094 0,07 0,04 0,12
Inclinare orbitala 4,4 ° 8,1 ° 12,99 ° 12 ° 8,5 ° 22 °
Unghiul de fază inițial 14 ° 78 ° 126 ° 18 °

Conduita misiunii

O traiectorie complexă este dezvoltată pentru a permite sondei spațiale Lucy să zboare peste cei șapte asteroizi făcând un singur pasaj prin cele două grupuri de asteroizi troieni . Orbitele asteroizilor vizitați au înclinații orbitale (față de planul eclipticii ) care sunt diferite una de cealaltă, ceea ce înseamnă că zborul trebuie să coincidă exact cu intersecția dintre planurile orbitale ale sondei spațiale și corpul zburat deasupra. Orice întârziere a orei de zbor necesită o corectare a traiectoriei, care este foarte penalizantă în ceea ce privește combustibilul. Per total, misiunea necesită o schimbare cumulativă semnificativă a vitezei, estimată la 1.678 km / s. Pentru a merge la distanța dorită de asteroizi, măsurătorile luate de pe Pământ nu sunt suficiente. Este planificată utilizarea sistemului de navigație optică la bord (OpNav) bazat pe camere științifice pentru a determina cu exactitate corecțiile care trebuie făcute la traiectorie. Pentru a-și îndeplini obiectivul, sonda spațială este plasată după lansare pe o orbită heliocentrică foarte eliptică (0,7) cu o periodicitate de 6 ani (în rezonanță 1: 2 cu periodicitatea lui Jupiter) al cărei apogeu este situat la nivelul orbitei lui Jupiter. . În timpul primului său pasaj la apogeul orbitei sale zboară peste primul grup de asteroizi troieni, pe al doilea pasaj, sistemul jupiterian traversând o jumătate de orbită, apogeul său îl face să traverseze al doilea grup de troieni.

Sonda spațială Lucy urmează să decoleze de la baza de lansare Cape Canaveral în 2021. Pentru a efectua primul său zbor, sonda spațială zboară peste Pământ de două ori pentru a câștiga viteză datorită asistenței gravitaționale a planetei noastre și face patru corecții ale traiectoriei cu propulsia acestuia. Apoi se îndreaptă spre Jupiter . În timpul tranzitului pe planeta gigant traverseaza centura de asteroizi înAprilie 2025și trebuie să zboare peste asteroidul (52246) Donaldjohanson cu această ocazie . Acesta ar trebui să sosească în Lagrange L regiunea punctul 4 din 2027 și zbura peste patru asteroizi până la sfârșitul lui 2028: (3548) Eurybate , (15094) Polymele , (21900) Oros și (11351) Leucos . Lucy se întoarce apoi în vecinătatea Pământului pentru un al doilea flyby înainte de a se îndrepta spre regiunea punctului L 5 pentru a explora ultimii doi asteroizi, (617) Patroclus și luna sa Menetios , care orbitează unul în jurul celuilalt ca un sistem asteroidal .

Principalele evenimente ale misiunii
Datat Desemnare Descriere
21 octombrie 2021 Lansa C3 = 51,5 km 2 / s 2
2023? Corecția traiectoriei Delta-v = 372  m / s
Decembrie 2024 Asistența gravitațională a Pământului Survolarea la o altitudine de 4.501  km
20 aprilie 2025 Prezentare generală a (52246) Donaldjohanson Viteza de deplasare = 13,4  km / s
2026? Corecția traiectoriei Delta-v = 148  m / s
12 august 2027 Prezentare generală a (3548) Eurybate Viteza de deplasare = 5,7  km / s
15 septembrie 2027 Prezentare generală a (15094) polimelului
2027? Corecția traiectoriei Delta-v = 71  m / s
18 aprilie 2028 Prezentare generală a (11351) Leucos
11 noiembrie 2028 Zbor peste (21900) Oros Viteza de deplasare = 7  km / s
2029? Corecția traiectoriei Delta-v = 623  m / s
Ianuarie 2031 Asistența gravitațională a Pământului Survolarea la o altitudine de 300  km
2 martie 2033 Privire de ansamblu asupra (617) Patroclus și luna lui Ménetios Viteza de deplasare = 18,2  km / s

Caracteristicile tehnice ale sondei spațiale

Lucy are o anvergură a aripilor pe orbită de 13 metri datorită în principal panourilor sale solare atașate de ambele părți ale corpului sondei spațiale care trebuie să capteze radiația solară slabă care rămâne pe orbita lui Jupiter . Datele sunt trimise pe Pământ printr-o antenă satelit cu un diametru de 2 metri.

Instrumentare științifică

Sarcina utilă include următoarele trei instrumente:

Note și referințe

Note

  1. Minor Planetele Centrul a numit -o în decembrie 2015 , în onoarea unuia dintre co-descoperitori ai Australopithecus Lucy .

Referințe

  1. (în) „  Programul de descoperire NASA Anunț de oportunitate  ” , SpaceRef,19 februarie 2014
  2. (în) Stephen Clark, „  NASA primește propuneri pentru o nouă misiune de știință planetară  ” , Spaceflightnow,24 februarie 2014
  3. (în) Van Kane, „  Finalisti PDiscovery  ” , The Planetary Society,10 septembrie 2015
  4. (în) Van Kane, „  Propuneri de explorare a celor mai mici lumi ale sistemului solar  ” , The Planetary Society,27 iulie 2015
  5. (în) Dwayne C. Brown și Laurie Cantillo , „  NASA selectează investigațiile pentru viitoarea misiune planetară cheie  ” , NASA News , Washington DC30 septembrie 2015( Citește online , accesat 1 st octombrie 2015 )
  6. (în) „  NASA selectează două misiuni pentru a explora sistemul solar timpuriu  ” , NASA - JPL4 ianuarie 2017
  7. (în) „  Lockheed Martin pentru construirea navei spațiale NASA Lucy are misiune la asteroizii troieni  ” , Lockheed Martin ,5 ianuarie 2017
  8. (în) Alexandra Witze , „  Five NASA Solar System sights visits shoulds  ” , Nature News ,16 martie 2015( citiți online , consultat la 2 octombrie 2015 )
  9. „  Prezentare generală  ” , pe site-ul SWRI dedicat misiunii Lucy , Southwest Research Institute (SwRI) (accesat la 12 noiembrie 2018 )
  10. (în) „  Misiunea NASA la troienii lui Jupiter dată lumina verde pentru dezvoltare  ” , NASA,30 octombrie 2018
  11. (ro) Harold F. Levison, „  Lucy Syrveying the diversity of troja, asteroids: the fossils of planet formation  ” , Southwest Research Institute,10 septembrie 2015
  12. (ro) Dale Stanbridge, Kenneth Williams și Bobby G. Williams (august 2017) „  Lucy: Navigating a Jupiter Trojan Tour  ” (pdf) în AAS / AIAA Astrodynamics Specialist  : 21 p., Stevenson Washington : AAS / AIAA. 
  13. (în) Casey Dreier și Emily Lakdawalla , „  NASA anunță cinci propuneri de descoperire selectate pentru a fi studiate în continuare Top  ” , The Planetary Society ,30 septembrie 2015( Citește online , accesat 1 st octombrie 2015 )
  14. (în) HF Levison1 și echipa științifică a lui Lucy, „  Lucy: SURVEYING THE DIVERSITY OF TROJAN ASTEROIDS: THE PLANET OF FORMATION FOSSILS.  "
  15. "  The Lucy Spacecraft and Payload  " , pe site-ul SwRI dedicat misiunii Lucy , Southwest Research Institute (SwRI) (accesat la 11 noiembrie 2018 )
  16. Tamsyn Brann, „  La bordul primei nave spațiale către asteroizii troieni  ” , spacedaily.com,7 noiembrie 2018

Bibliografie / surse

Vezi și tu

Articole similare

Semifinalistii programului Discovery

Link extern