¿Podrían los orbitadores interplanetarios y los rovers diseñarse como plataformas actualizables reutilizables?

Cassini en Saturno ha muestreado géiseres aunque no fue diseñado para hacerlo. El orbitador NEAR Shoemaker aterrizó suavemente en su asteroide. Dos ejemplos de cómo las sondas interplanetarias se han reutilizado en parte durante el vuelo, sin duda hay muchos más sutiles.

¿Qué se podría hacer para que, por ejemplo, el clipper Europa propuesto sea tan flexible que pueda reconfigurarse para hacer un seguimiento de descubrimientos inesperados en lugar de tener que esperar a una sonda completamente nueva? ¿Todavía tenemos que mantenerlo simple para lograr la confiabilidad?

¿Qué pasa con las plataformas orbitales reutilizables? Algo así como una estación espacial o un ciclador de Marte. Una plataforma que, una vez puesta en órbita, se actualiza y rediseña gradualmente durante muchas décadas. La más simple podría ser simplemente lanzar una plataforma protegida contra la radiación a la órbita de Júpiter de una vez por todas, en la que varias sondas podrían acoplarse una tras otra durante muchas décadas. El extremo sería tener una fábrica de sondas en órbita de un planeta exterior que solo necesita los componentes de instrumentos de alta tecnología y bajo peso y el combustible enviado desde la Tierra, para ser rediseñada para cualquier tipo de sonda que se desee a continuación.

Respuestas (3)

Veo esto como muy poco probable. Realmente solo ha habido una nave espacial no tripulada que haya tenido éxito, y esa fue el Telescopio Espacial Hubble. Aun así, se requirió un equipo de astronautas para actualizar el telescopio. ¿Por qué era más barato actualizar el Hubble?

  1. El espejo era un gasto muy grande, junto con la orientación, el poder y las comunicaciones.
  2. La estructura no se modificó, por lo que solo había que incluir los instrumentos en la caja.
  3. El satélite se encuentra en una órbita terrestre baja, de fácil acceso para los astronautas.
  4. La posición es muy conocida porque está muy cerca de la Tierra.

¿En qué se diferencia eso de, digamos, un orbitador de Júpiter?

  1. La posición de Cassini no es tan conocida. No tengo una gran estimación, pero estoy seguro de que la posición no se puede conocer con más precisión que el rango de unas pocas millas, y probablemente ni siquiera se conozca tan bien. Esto dificulta el acoplamiento, debe realizar algún tipo de actualización activa en el sitio para encontrar la nave espacial.
  2. La distancia hace que el tiempo requerido para enviar un paquete de actualización tome una cantidad significativa de tiempo. No habría garantía de que la nave espacial lejana seguiría funcionando después de un período de tiempo tan largo.
  3. Al no estar en LEO, no permitiría que un astronauta instalara los nuevos instrumentos. Lo máximo que la tecnología realmente permitiría en este momento es una maniobra de acoplamiento, compartir energía, datos y apuntar, pero no cosas como un espejo.
  4. Una misión no tripulada requeriría una comunicación terrestre constante. El mismo sistema presumiblemente podría enviar datos desde el instrumento.

La conclusión es que no parece haber muchas ganancias con este tipo de actualización, al menos no con la tecnología anticipada en el futuro cercano, excepto quizás para otro instrumento como el Hubble.

Creo que la posición de Cassini tendría que ser muy conocida, para hacer posible el cambio de órbita por maniobras de asistencia gravitacional. Sin mencionar averiguar dónde apuntar las cámaras, etc.
Según space.com/28240-saturn-position-measurement-cassini-vlba.html , ni siquiera sabemos la posición del centro de masa de Saturno a más de 2 millas. Estoy seguro de que está a unas pocas millas, pero no se conoce exactamente la posición de Cassini. Podría ser una buena pregunta para rastrear qué tan conocido es...

Hay una gran diferencia entre aprovechar al máximo el equipo que tiene a bordo y fabricar nuevos sensores a pedido. El primero ya se ha hecho.

La segunda es mucho más compleja. "Seguimiento de descubrimientos inesperados" significa que tendría que crear nuevos sensores. Estos instrumentos requieren un laboratorio totalmente equipado (más su infraestructura masiva en forma de proveedores de piezas) en la Tierra meses, si no años, para construir. Estamos a muchos años de poder construir una fábrica de este tipo dentro de las limitaciones de espacio de una sonda espacial.

En los comentarios, ha sugerido una solución intermedia: envíe nuevos instrumentos como un paquete para encontrarse con la sonda original, vincúlelos y utilícelos como una sola plataforma. Eso podría tener algunos usos interesantes.

Su paquete necesitará motores, un sistema de energía y una radio para la cita en Júpiter, por lo que ya está a medio camino de construir una sonda completa. Pero podría haber algún beneficio al reutilizar cosas como la antena de alta ganancia (que es grande) y el RTG (que es costoso).

Pero las partes más caras de una sonda son los instrumentos. El resto (aparte del RTG) es pan comido en comparación, así que dudo que ahorres mucho dinero al final.

Los instrumentos constituyen una pequeña fracción de la masa de una sonda interplanetaria. Debería ser posible lanzar esos componentes a bajo costo como carga muerta para acoplarse con un orbitador de Júpiter. Los grandes sistemas masivos, como la energía y la comunicación y el control térmico y la estructura, tal vez podrían reconfigurarse más fácilmente.
@LocalFluff: a menos que esté pensando en un acoplamiento de alta velocidad de cierre, los instrumentos al menos necesitarían una inserción orbital, por lo tanto, algunas maniobras de cabestrillo de gravedad bastante arriesgadas y quizás difíciles de generalizar alrededor de varias lunas, o empuje convencional.

Una plataforma orbital, menos sus instrumentos, consistiría principalmente en sistemas de energía, control de actitud y comunicación.

Una misión secundaria para entregar nuevos instrumentos a ese orbitador también requeriría energía, control de actitud y sistemas de comunicación para llegar al destino.

Por lo tanto, no hay ahorros reales al reutilizar partes de la primera plataforma, por lo que no hay incentivo para abordar la complejidad de un sistema modular actualizable.