En esta respuesta , @Hobbes señala que los datos del módulo de aterrizaje Huygens siguen generando un gran flujo de nuevas publicaciones en 2018.
Uno de ellos en los resultados de búsqueda vinculados allí es: Never-EVER Land - A Titan Flyer Concept . Puedo leer el resumen, pero no puedo acceder al documento.
Entiendo que un aviador tiene acceso a mediciones que no se pueden hacer desde la superficie, ni desde la órbita. Pero, ¿por qué sería importante que nunca aterrice, o al menos no aterrice durante varios años?
RESUMEN:
La luna de Saturno, Titán, es potencialmente uno de los cuerpos más vibrantes del Sistema Solar, ya que posee una atmósfera espesa y lagos superficiales de hidrocarburos y otros productos químicos orgánicos, lo que la convierte en uno de los mayores objetivos en la exploración espacial. Las opciones tradicionales para explorar la luna incluyen telescopios, orbitadores, módulos de aterrizaje y rovers, pero existe una brecha de investigación entre los detalles de los orbitadores y las naves terrestres. Para cerrar esta brecha, la Universidad Estatal de Oklahoma propone Never-EVER Land, un diseño de avión conceptual que volaría en una misión de larga duración en Titán para analizar su atmósfera y geografía. La configuración de empuje del volante, la hélice impulsada por un motor electrónico y el paquete científico están alimentados por un generador termoeléctrico de radioisótopos modulares termoeléctricos segmentados (STEM-RTG). El ala poliédrica utiliza un perfil aerodinámico elevado para maximizar la eficiencia aerodinámica. Para colocar Never-EVER Land en un vehículo de lanzamiento, el volante tiene una configuración de cola de doble brazo que permite que el empenaje se deslice sobre el fuselaje y las alas plegables. Las opciones de materiales son tentativamente fibra de carbono, panal de abeja Nomex y base de titanio, con una nueva piel autorreparable para mayor resiliencia y tiras de aluminio o cobre para conducir el calor desde el STEM-RTG al resto del volante. La parte delantera del fuselaje posee una unidad de control y comunicaciones integradas, un piloto automático a bordo y un amplio espacio que se puede utilizar para la instrumentación adaptada a misiones específicas. Los puertos de ventilación y los sensores montados externamente pueden proporcionar acceso a la atmósfera y se pueden construir ventanas para proporcionar una línea de visión. Para colocar Never-EVER Land en un vehículo de lanzamiento, el volante tiene una configuración de cola de doble brazo que permite que el empenaje se deslice sobre el fuselaje y las alas plegables. Las opciones de materiales son tentativamente fibra de carbono, panal de abeja Nomex y base de titanio, con una nueva piel autorreparable para mayor resiliencia y tiras de aluminio o cobre para conducir el calor desde el STEM-RTG al resto del volante. La parte delantera del fuselaje posee una unidad de control y comunicaciones integradas, un piloto automático a bordo y un amplio espacio que se puede utilizar para la instrumentación adaptada a misiones específicas. Los puertos de ventilación y los sensores montados externamente pueden proporcionar acceso a la atmósfera y se pueden construir ventanas para proporcionar una línea de visión. Para colocar Never-EVER Land en un vehículo de lanzamiento, el volante tiene una configuración de cola de doble brazo que permite que el empenaje se deslice sobre el fuselaje y las alas plegables. Las opciones de materiales son tentativamente fibra de carbono, panal de abeja Nomex y base de titanio, con una nueva piel autorreparable para mayor resiliencia y tiras de aluminio o cobre para conducir el calor desde el STEM-RTG al resto del volante. La parte delantera del fuselaje posee una unidad de control y comunicaciones integradas, un piloto automático a bordo y un amplio espacio que se puede utilizar para la instrumentación adaptada a misiones específicas. Los puertos de ventilación y los sensores montados externamente pueden proporcionar acceso a la atmósfera y se pueden construir ventanas para proporcionar una línea de visión. el volante tiene una configuración de cola de doble brazo que permite que el empenaje se deslice sobre el fuselaje y las alas plegables. Las opciones de materiales son tentativamente fibra de carbono, panal de abeja Nomex y base de titanio, con una nueva piel autorreparable para mayor resiliencia y tiras de aluminio o cobre para conducir el calor desde el STEM-RTG al resto del volante. La parte delantera del fuselaje posee una unidad de control y comunicaciones integradas, un piloto automático a bordo y un amplio espacio que se puede utilizar para la instrumentación adaptada a misiones específicas. Los puertos de ventilación y los sensores montados externamente pueden proporcionar acceso a la atmósfera y se pueden construir ventanas para proporcionar una línea de visión. el volante tiene una configuración de cola de doble brazo que permite que el empenaje se deslice sobre el fuselaje y las alas plegables. Las opciones de materiales son tentativamente fibra de carbono, panal de abeja Nomex y base de titanio, con una nueva piel autorreparable para mayor resiliencia y tiras de aluminio o cobre para conducir el calor desde el STEM-RTG al resto del volante. La parte delantera del fuselaje posee una unidad de control y comunicaciones integradas, un piloto automático a bordo y un amplio espacio que se puede utilizar para la instrumentación adaptada a misiones específicas. Los puertos de ventilación y los sensores montados externamente pueden proporcionar acceso a la atmósfera y se pueden construir ventanas para proporcionar una línea de visión. con una nueva piel autorreparable para mayor resiliencia y tiras de aluminio o cobre para conducir el calor desde el STEM-RTG al resto del volante. La parte delantera del fuselaje posee una unidad de control y comunicaciones integradas, un piloto automático a bordo y un amplio espacio que se puede utilizar para la instrumentación adaptada a misiones específicas. Los puertos de ventilación y los sensores montados externamente pueden proporcionar acceso a la atmósfera y se pueden construir ventanas para proporcionar una línea de visión. con una nueva piel autorreparable para mayor resiliencia y tiras de aluminio o cobre para conducir el calor desde el STEM-RTG al resto del volante. La parte delantera del fuselaje posee una unidad de control y comunicaciones integradas, un piloto automático a bordo y un amplio espacio que se puede utilizar para la instrumentación adaptada a misiones específicas. Los puertos de ventilación y los sensores montados externamente pueden proporcionar acceso a la atmósfera y se pueden construir ventanas para proporcionar una línea de visión.Dadas las condiciones ideales, se proyecta que Never-EVER Land vuele durante 2 a 3 años antes de deslizarse hacia un lago o una superficie plana en la superficie de Titán . (Énfasis añadido)
Porque si alguna vez aterriza, nunca volverá a despegar. La oración final del resumen se refiere a "deslizarse en" un lago o superficie plana, pero otra forma de describir esto sería "chocar".
Los aviones necesitan una extensión de terreno libre de obstrucciones para aterrizar. Eso no va a pasar en Titán, no hay nadie allí para quitar las rocas del camino. También tienden a aterrizar para fines como cargar o descargar pasajeros o carga, repostar o realizar tareas de mantenimiento, ninguno de los cuales se aplica en Titán. Como señaló JCRM, en consecuencia, no se construirá para aterrizar, por lo que no tendrá tren de aterrizaje o similar: es mejor usar esa masa para otra cosa.
No estoy de acuerdo con JCRM al sugerir que el nombre es una referencia a Never Never Land, de las historias de Peter Pan.
Como se señaló anteriormente, el tren de aterrizaje, especialmente para superficies blandas o relativamente ásperas, tiende a ser pesado y la masa es primordial. Más sobre eso más adelante.
Pero hay otra buena razón para permanecer en el aire, especialmente si la nave puede volar a más de ~12 m/s, que es la velocidad de rotación ecuatorial de Titán (11,744 m/s): puede permanecer en el lado de Titán que mira hacia la Tierra, para que pueda mantenerse en contacto por radio, descargar datos valiosos y enviar comandos. Si no hace eso, y no tiene una nave espacial de retransmisión (como un orbitador), entonces, en promedio, durante algo más de la mitad del período de rotación de ~16 días de Titán, estará fuera de contacto: no hay enlaces descendentes de datos ni enlaces ascendentes de comando. .
Las misiones propuestas a los programas de misión dirigidos por PI de la NASA (como Discovery y New Frontiers) están trabajando bajo límites de costos, y tener dos elementos de vuelo, el avión + vehículo de entrada ("escudo térmico") y un orbitador, es mucho más costoso que tener un aeronave que utiliza telecomunicaciones directas a la Tierra (DTE). Si paga la factura de una nave espacial de relevo, ese dinero sale del dinero que tiene para la aeronave: en un programa de costos limitados, es un juego de suma cero. El costo de un orbitador sería una gran mella en el presupuesto de la aeronave, posiblemente lo suficiente como para que lo que quede sea insuficiente para construir una aeronave adecuada y de bajo riesgo con un rendimiento científico que valga la pena. Y si tampoco desea largos períodos (más de 8 días) sin comunicaciones, entonces DTE es el camino a seguir,
Según el tamaño de la aeronave, la masa, la relación sustentación-resistencia (L/D) y la potencia disponible para la propulsión, 12 m/s puede ser más rápido de lo que la aeronave puede mantener. Si es así, puede hacer que vuele a latitudes más altas donde la velocidad de rotación es más lenta. Esto no significa que nunca puedas acercarte al ecuador.
Por ejemplo, suponga que la aeronave puede mantener una velocidad aerodinámica de 9 m/s. Podrías volar, digamos, a 60° de latitud, donde la velocidad de rotación de Titán es un poco menos de 6 m/s, por lo que puedes dejar atrás la rotación. Vuele hacia el oeste en esa latitud hasta cerca de la extremidad de Titán que se acerca a la Tierra (debido a la rotación). Desde allí, puede volar hacia el ecuador hasta los 45° de latitud, en ángulo para mantener la posición cercana a la extremidad con respecto a la dirección de la Tierra. La velocidad de rotación allí es de solo 8,3 m/s, por lo que puedes hacerlo con una nave de 9 m/s. Luego gire en línea recta hacia el ecuador y vuele hacia abajo y de regreso a 9 m/s, lo que lleva ~ 4,7 días, por lo que regresará a la latitud 45 °, donde puede dejar atrás la rotación nuevamente, mucho antes de que la rotación lo lleve más allá del opuesto ( retroceso) miembro. Si lo desea, puede tomarse un par de días para holgazanear en la zona ecuatorial y aún así estar a salvo.
Los vientos zonales planetarios (que corren paralelos a las líneas de latitud) pueden cambiar los números un poco, pero los vientos a bajas altitudes en Titán son bastante lentos, solo 0.5-1 m/s en la superficie (gráfico "Velocidades del viento de imágenes DISR" tomadas de un Nature paper) y <2 m/s por debajo de una altitud de ~10 km . Esto afectaría el momento específico, pero no la viabilidad, de tal línea ecuatorial.
OK, problemas masivos. La única fuente de energía de radioisótopos (RPS) en el catálogo calificado espacial actual, o incluso previsto , que puede funcionar en una atmósfera es el MMRTG de NASA/DoE o su sucesor, el eMMRTG. Su potencia específica (energía eléctrica producida por kilogramo de masa) es realmente baja, menos de 2 W/kg después del viaje de 10 a 13 años desde el abastecimiento de combustible del MMRTG a Titán. Una fracción significativa de la masa de la aeronave es la masa de esa fuente de alimentación, por lo que tomar otra fracción no despreciable de la masa restante con el tren de aterrizaje en lugar de instrumentos científicos o un amplificador de potencia de radio robusto (para obtener más datos devueltos a la Tierra) no es la forma en que un investigador principal quiere ir.
La conclusión: mantenerse en el aire .
cris
steve linton
UH oh
UH oh
Mármol Orgánico