¿Opciones de misión extendidas para Juno?

A Juno se le han dado varias extensiones de misión, la última (y más emocionante) de las cuales implica pases cercanos a tres de los satélites galileanos, lo que también les permite recortar su órbita cada vez y acercarse más a latitudes cada vez más altas de la atmósfera joviana, hasta que se estrelló intencionalmente en 2025.

Tengo entendido (corríjame si me equivoco) que si no se hace nada, la órbita de Juno seguirá a la deriva, luego tendrá un perijove directamente sobre el polo norte, y luego saldrá al otro lado y permitirá un nuevo conjunto de pasa cerca de Io, Europa y Ganímedes, eso solo sería una excelente noticia para la ciencia. Si mal no recuerdo, la falla en la válvula principal y la decisión de mantenerla en una órbita más larga significa que la mayor parte del propulsor todavía está allí . No estaba ventilado.

Sin relación, hace muchos años vi un informe (y una página de Wikipedia ) que mostraba que Cassini tenía muchas opciones emocionantes para terminar su misión, una de ellas era convertirlo en un orbitador de Titán.

Algunos ingenieros creen que incluso podría ser posible entrar en órbita alrededor de Titán. El "aerofrenado", o el uso de la atmósfera de un cuerpo para reducir la velocidad de una nave espacial, ha sido probado con otras naves espaciales y está planeado para al menos una misión del JPL en el futuro. El aerofrenado y/o las maniobras de la nave espacial podrían ser suficientes para colocar a Cassini en órbita alrededor de Titán. , lo que permite a la nave espacial estudiar Titán muy de cerca durante un largo período de tiempo.

Ahora, sé que Titán tiene una gran atmósfera, y ninguno de los galileos la tiene. Dejando de lado la probabilidad de que se tome tal decisión: ¿ Juno tiene suficiente propulsor para intentar la inserción orbital alrededor de una luna galileana?

gracias por las sugerencias @uhoh, no conozco muy bien el sitio. Las preguntas tienen que ver tanto con la disponibilidad de combustible como con el delta v, por lo que están muy relacionadas a pesar de que son misiones diferentes, lo mantendré así en este momento si está bien, pero lo tendré en cuenta para futuras preguntas.
Voy a eliminar la parte de Lucy, ya que casi nada se trata de Lucy en la pregunta. Sería una gran pregunta en sí misma, siéntase libre de hacerla en una pregunta separada. También voy a quitar los 2 bits de Hayabusa.

Respuestas (1)

Juno usó mucho propulsor para llegar (y capturar) a Júpiter. 1 , 2 por lo que no le queda la mayor parte de su propulsor. El motor principal se ha dado de baja efectivamente desde la inserción en órbita , dejando oxidante para el motor bipropulsor como peso muerto atrapado. Afortunadamente, el combustible de hidracina es común a los motores principal y RCS y, sospecho , se comparte físicamente entre los dos, por lo que el combustible 'presupuestado' para el motor principal ahora es exclusivo para los motores RCS, un aumento efectivo en su suministro.

Estimé el historial de masas de la nave espacial ( hasta antes del sobrevuelo de Ganímedes ) utilizando el kit de prensa de lanzamiento de Juno para obtener la masa y los niveles de combustible de la nave espacial en el lanzamiento junto con la reconstrucción 1 , 2 y predicho (dos veces por órbita, aunque pequeño) 3 maniobra Δ V 's. La eficiencia del motor principal se da como 318.6 s 1 . Los motores RCS, utilizados para TCM y todos los puestos de maniobras JOI, se instalaron en eficiencia efectiva para 175 s usando datos de una quema de larga duración en 2019 (Órbita 22) :

Historia de la misa de Juno

Esto deja alrededor de 389 kg de hidracina (a una masa húmeda S/C de 2079 kg) para   350 metro / s de Δ V restante. Esto se reduce a un ritmo de un par de metros por segundo en cada órbita. 3 .

El Δ V requerido para capturar en cada luna es enorme:

Luna Capturar (C3=0) Δ V
yo 27,0 k metro / s
Europa 21.1 k metro / s
Ganímedes 15.4 k metro / s
Calisto 10.7 k metro / s

Las matemáticas asumen:

  • la luna y la velocidad de Juno están separadas 90° (las lunas son ~ecuatoriales, Juno es polar -> V ∞ = V metro o o norte 2 + V j tu norte o 2 )
  • impulso (instantáneo) Δ V

Referencias:

  1. Pavlak et al., "Diseño de maniobra para la misión Juno: crucero interior", AIAA Space 2014, San Diego, California, 5 al 7 de agosto de 2014

  2. Stephens, Stuart K., "Juno en Júpiter: la misión y su camino para revelar los secretos de la historia del sistema solar", Conferencia Aeroespacial IEEE de 2018, Big Sky, Montana, del 3 al 10 de marzo de 2018

  3. Pavlak et al., "Rediseño de la trayectoria de Juno después de la cancelación de PRM", Conferencia de especialistas en astrodinámica de la AAS/AIAA de 2017, Stevenson, Washington, del 20 al 24 de agosto de 2017

Muchas gracias, es muy detallado y realmente ayuda a poner las cosas en perspectiva. Hice suposiciones equivocadas. Lo marcaré como "resuelto" ya que la parte de Lucy probablemente sea igual de improbable.
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