Frage:
Gibt es derzeit Nachfolger für Voyager?
SF.
2013-07-22 14:22:56 UTC
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Wir haben in den letzten Jahren einige Sonden gesehen, die das Sonnensystem untersucht haben, aber abgesehen davon, dass Voyager jetzt alle paar Monate neue Messungen liefert, habe ich noch nichts von den Sonden gehört, die in Richtung "außerhalb des Sonnensystems" laufen

Gibt es derzeit Nachfolger für die Voyager, die auf Nachbarsterne abzielen oder generell nur "aus dem System" sind? Wenn ja, können Sie ihre Ausrüstung und Missionen zusammenfassen?

Beachten Sie, dass die Voyager niemals dazu gedacht waren, "jenseits" des Sonnensystems zu suchen. Tatsächlich sollten sie nicht einmal den Saturn hinter sich lassen. Die Tatsache, dass Voyager 2 auch Uranus und Neptun traf, war ein großer Bonus in einer erweiterten Mission. Die Tatsache, dass beide Voyager danach das Sonnenplasma weiter gemessen haben, war ein erstaunlicher zusätzlicher Bonus. Die Tatsache, dass einer der Voyager jetzt das interstellare Plasma misst, ist ein unglaublicher Bonus! Eine Mission zu planen, um dies als Hauptmission zu wiederholen, wäre enorm teuer.
Zwei antworten:
#1
+23
gerrit
2013-07-22 15:01:12 UTC
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New Horizons hat Pluto am 14. Juli 2015 und Ultima Thule am 1. Januar 2019 untersucht. Möglicherweise wird ein dritter Kuipergürtel weiter erforscht Objekt, aber es zielt nicht darauf ab, das interstellare Medium zu messen, geschweige denn Sterne in der Nähe; Dafür ist es zu langsam.

Im Pluto-Charon-System ist es nicht in die Umlaufbahn gekommen. Es gibt keine Atmosphäre, die dick genug für Aerobraking ist, und sie hat nicht die treibende Fähigkeit, langsamer zu werden. Es flog am 14. Juli 2015 vorbei.

Nach Pluto und dem Ultima Thule-Vorbeiflug fliegt es weiter und verlässt schließlich in den 2040er Jahren das Sonnensystem. Es ist langsamer als die Voyager-Raumschiffe und nicht mehr betriebsbereit, wenn es in das interstellare Medium eintritt.

#2
+3
Hobbes
2018-12-06 23:30:47 UTC
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Es gibt keine aktiven interstellaren Missionen. JHUAPL untersucht, wie eine solche Mission aussehen würde. Diese Präsentation geht etwas detaillierter.

Im Rahmen der Studien für die nächste Heliophysics Decadal Survey untersucht JHUAPL eine Sonde, um innerhalb von 50 Jahren 1.000 AU zu erreichen . ...

Die Studie versucht, diese Fragen zu beantworten:

  • Konzentrieren Sie sich auf den Zeitrahmen im nächsten Jahrzehnt: 2023 - 2032: Can Wir fliegen dann?
  • Bewerten Sie die Wissenschaft: Bleibt der Fall überzeugend?
  • Ansatz für Decadal: Bewerten Sie die technische Bereitschaft für einen Start spätestens 2030

Schließen Sie diese Bemühungen in neun Monaten ab und melden Sie sich bis Februar 2019 bei der NASA.

Es wurde ein Gewichtsziel für die Sonde festgelegt:

Die Sonde wird 300-800 kg wiegen, von denen 40 kg Instrumente sein werden. Zum Vergleich: New Horizons ist ein 478 kg schwerer mit 30,4 kg Instrumenten, Parker Solar Probe 685 kg mit 50 kg Instrumenten, während Pioneer 10/11 und Ulysses leichter waren.

Verschiedene Antriebsoptionen und Schwerkraftunterstützungen werden untersucht.

Antrieb im Weltraum löst das Problem nicht - für die Masse unzureichend. SEP, RTG mit Ionenmotor, untersuchtes nukleares elektrisches System.

Die einzige andere Option ist eine wirklich große Rakete, SLS kombiniert mit Schwerkraftunterstützung. Selbst dann wäre es schwierig. Ziel ist eine Geschwindigkeit von 20 AU / Jahr. Eine STAR 48-Oberstufe bringt Ihnen 4 km / s, Sie benötigen 14 km / s während der Annäherung an die Sonne in einer Entfernung von 4 Sonnenradien. 10 km / s bei 2 Sonnenradien.

XKCD

Das Manöver Oberth-Kuiper erfordert eine enge Annäherung an das Sonne, für die ein Hitzeschutz erforderlich ist, der das Gewicht erhöht.

Der aktuelle Missionsplan sieht einen SLS-Start für Jupiter, eine Unterstützung der umgekehrten Schwerkraft zur Geschwindigkeitsreduzierung, einen Sprung in die Sonne bei 4 Sonnenradien (Parker Solar Probe erreicht 8 Sonnenradien) und ein Oberth-Manöver vor, um 8 AU pro zu erreichen Jahr oder doppelt so schnell wie die heliosphärische Fluchtgeschwindigkeit der Voyager 1. Da sie sich in der Gegend befinden, schlagen sie auch vor, dass ein Kuipergürtel-Ziel auch ein Ziel für einen schnellen Vorbeiflug ist.

Ulysses verwendete eine IUS plus ein PAM-D für obere Stufen im Wert von 20 Tonnen, um das hier benötigte Delta-V zu erhalten. STAR-48 ist ungefähr 2 Tonnen. SLS ist nicht groß genug, um 20 Tonnen in die erforderliche Umlaufbahn zu bringen.

poster

8 AU pro Jahr passen in 50 Jahren nicht zu 1000AU. Weiß jemand, was die Lücke schließt?
@SteveLinton Die 1000-AU-Sonde sollte mit einem Kernreaktor und einem Ionenantrieb starten und über 10 Jahre für etwa 22 AU / Jahr auf etwa 106 km / s beschleunigen.
8 AU / y ist die höchste Geschwindigkeit, die sie unter einer Reihe von untersuchten Optionen gefunden haben. 20 AU / Jahr ist das Ziel.
Nehmen wir als Gedankenexperiment an, Sie haben die Frachtvariante des BFS / SpaceX StarShip verwendet und waren bereit, im elliptischen Erdorbit vollständig zu tanken (Sie sprechen also wahrscheinlich von mehr als 10 Starts von der Erde insgesamt). Dann benötigen Sie 3,1 km / s um zu Jupiter zu gelangen, was darauf hindeutet, dass Sie dort eine Nutzlast von 200-300 Tonnen liefern könnten. Das sollte für einen hitzegeschützten mehrstufigen Feststoffverstärker für das solare Schwerkraftbrunnenmanöver und eine Sonde mit angemessener Größe ausreichen. Sie haben Ihr Fracht-Raumschiff weggeworfen, wahrscheinlich in Jupiter oder die Sonne, also ist dies KEINE billige Mission, aber 20 AU / Jahr könnten laufen
Als Referenz ist 1000 AU 0,0158 Lichtjahre oder 5,77 Lichttage.


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