|
Исследование удивительной поверхности Ио
|
|
|
|
Какой тип посадочного модуля мог бы приземлиться на вулканическом спутнике Юпитера Ио? Именно этому будет посвящена недавняя статья, представленная на Региональной студенческой конференции AIAA 2025, в которой команда студентов-инженеров из Spartan Space Systems Государственного университета Сан-Хосе исследовала новую концепцию посадки космического корабля на Ио, которое является наиболее вулканически активным планетарным телом в Солнечной системе. Это исследование может помочь ученым и инженерам всех уровней академических кругов и промышленности разработать новые концепции миссий. Результаты опубликованы на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
Для проведения исследования исследователи представили UNAGI - уникальную концепцию полета, которая предназначена для использования магнитного поля Юпитера в качестве "движителя" для опускания аппарата на поверхность Ио без использования самого топлива для спуска. Команда отмечает, что UNAGI черпает вдохновение и технологические концепции из множества активных космических миссий, включая космические аппараты НАСА "Юнона", Europa Clipper и JUICE (исследователь ледяных лун Юпитера) Европейского космического агентства. Из трех спутников Juno - единственный, кто активно изучает Юпитер, в то время как Europa Clipper и JUICE в настоящее время находятся на пути к крупнейшей планете Солнечной системы и ее спутникам.
|
|
|
|
Команда называет этот метод посадки двигательной установкой с электродинамическим тросом (EDT), которая использует мощное магнитное поле Юпитера для взаимодействия с 50-километровым (31-мильным) тросом посадочного модуля, что позволяет корректировать посадку во время спуска и активирует подушки безопасности при приземлении. Как только это произойдет, научные сотрудники приступят к изучению внутреннего состава Ио, изменений поверхности в результате вулканической активности, выделения газов и плюмовой активности, тектонической активности, взаимодействия Ио с магнитным полем Юпитера и сравнения процессов на Ио с другими галилеевыми спутниками (Европа, Ганимед и Каллисто).
|
|
|
|
|
|
|
"В контексте полетов в дальний космос и даже в околоземное пространство безрастворная двигательная установка необходима и важна по нескольким причинам", - отмечается в исследовании. "Использование EDT позволяет максимально экономить топливо за счет использования условий, в которых работает наш космический аппарат. Это может высвободить массу ресурсов для увеличения полезной нагрузки или других подсистем. Система EDT также может быть полезна благодаря долговечности. Если спутникам или зондам не потребуется дозаправка, они теоретически могут оставаться на орбите гораздо дольше, потенциально бесконечно долго. Все эти полезные свойства, в конечном счете, определяют самую полезную особенность системы EDT - стоимость".
|
|
|
|
Как уже отмечалось, Ио является наиболее вулканически активным планетарным телом в Солнечной системе, на котором расположены сотни действующих вулканов и лавовых полей. Эта вулканическая активность вызвана взаимодействием Ио с мощной гравитацией Юпитера, которая растягивает и сжимает гораздо меньшую луну на протяжении ее орбиты, которая более эксцентрична (имеет овальную форму), чем орбита Земли.
|
|
|
|
Хотя Ио требуется всего 42,5 часа (1,77 дня), чтобы выйти на орбиту вокруг Юпитера, расстояние до Юпитера меняется в течение этого времени, приближая Ио к Юпитеру на протяжении всей его орбиты. Когда Ио приближается, оно сжимается из-за притяжения Юпитера, а когда удаляется, это напряжение ослабевает. На протяжении миллионов лет это растяжение и сжатие приводят к трению внутри Ио, что приводит к нагреву, отсюда сотни действующих вулканов, которые мы видим сегодня.
|
|
|
|
Хотя космический аппарат НАСА "Юнона" получил несколько изображений Ио, единственным космическим аппаратом, который подробно изучил Ио, является космический аппарат НАСА "Галилео", который изучал Юпитер и его галилеевы спутники с декабря 1995 по сентябрь 2003 года. За это время "Галилео" получил бесчисленное количество изображений поверхности Ио, включая активные струи, кальдеры и лавовые поля. Учитывая активный вулканизм на поверхности Ио, посадка космического аппарата может оказаться сложной задачей, но это исследование демонстрирует, как новые концепции могут проложить путь к посадке первого космического аппарата в вулканически активном мире, тем самым рассказывая нам о его формировании и эволюции.
|
|
|
|
Источник
|
