Миссия к иррегулярным спутникам Юпитера

[Ultima Thulean]

Возможен ли орбитальный "тур" по внешним иррегулярным спутникам Юпитера, например, группы Гималии?

Они почти не изучены



Гималия



Элара



Лиситея

[СТРОБОСКОП]

Возможен ли орбитальный "тур" по внешним иррегулярным спутникам Юпитера, например, группы Гималии?

После орбитального тура  "Кассини"к Сатурну , эта принципиальная возможность вызывает сомнения только у вас (конечно не выходя из плоскости эклиптики). Остается только доказать большую необходимость такого тура, по сравнению со множеством других задач по полетам к еще не исследованным объектам СС, и банальное наличие лишних денег для осуществление такого тура.

[Ultima Thulean]

Принципиальная возможность сомнений не вызывает, вызывает

большая необходимость такого тура, по сравнению со множеством других задач по полетам к еще не исследованным объектам СС, и банальное наличие лишних денег для осуществления такого тура

Особенно последнее

[Ultima Thulean]

Интересует скорее возможность посещения одной миссией как можно большего количества спутников

[Андрей Астрофизический]

Интересует скорее возможность посещения одной миссией как можно большего количества спутников

А что тут опять же, такого. Припарковать АМС на сильно-эллиптической орбите в системе Юпитера, и корректировками орбиты добиваться пролета в апоцентре вблизи тех или иных спутников. А для экономии топлива баловаться грав-маневрами около галилеевых лун, фоткая попутно и их тоже.

[РВС]

Артур Кларк, "2010: Одиссея Два" (1982 г.).
 

Корабль начал наконец набирать скорость,  будто скользил по склону, который  становился все  круче.  Давно  осталась  позади  гравитационная "нейтральная  полоса",   в   которой  с  трудом  удерживались  на  своих вытянутых,  обратных орбитах  внешние  луны  Юпитера -  Синопе,  Пасифе, Ананке и  Карме,  -  захваченные когда-то  астероиды неправильной формы, диаметром  не  более  тридцати  километров.  Никого,  кроме  космических геологов,  не заинтересовали бы эти угловатые,  растрескавшиеся обломки, за которые планета-гигант и  Солнце вели постоянную "пограничную войну". Когда-нибудь она завершится победой Солнца.

(кликните для показа/скрытия)

Зато  Юпитер  надежно  удерживал вторую  четверку спутников,  вдвое более близкую.  Орбиты Элары,  Лиситеи,  Гималии и  Леды похожи и  лежат почти в  одной плоскости.  Существует гипотеза,  что они -  части одного распавшегося небесного тела;  если так,  то  его диаметр не превышал ста километров.
     Траектория "Леонова"  пролегала неподалеку от  Карме  и  Леды.  Все радовались крохотным светлым пятнышкам,  как старым друзьям: будто после долгого океанского перехода увидели землю  -  первые  рифы  у  побережья Юпитера.  Истекали последние часы;  приближался решающий момент - вход в атмосферу.

С 1982 известных спутников, конечно, прибавилось, но изменилось ли их значение для нас?

[Ultima Thulean]

https://www.researchgate.net/publication/237783915_THE_SMALL_SATELLITES_OF_THE_SOLAR_SYSTEM_A_WHITE_PAPER_COMMISSIONED_BY_SBAG_FOR_THE_2011-2020_PLANETARY_DECADAL_SURVEY

https://www.researchgate.net/publication/238722548_Irregular_Satellites_of_the_Giant_Planets

[Ultima Thulean]

Гималия. Справа, возможно, кратер

[Ultima Thulean]

...неправильной формы, диаметром не более тридцати километров...
...угловатые, растрескавшиеся обломки...

Даже это не более чем (разумные) предположения

[РВС]

Гималия. Справа, возможно, кратер

Ох, по нескольким пикселям судить о том, что они изображают - совершенно неблагодарное занятие.

[Foma]

Интересует скорее возможность посещения одной миссией как можно большего количества спутников

А что тут опять же, такого. Припарковать АМС на сильно-эллиптической орбите в системе Юпитера, и корректировками орбиты добиваться пролета в апоцентре вблизи тех или иных спутников. А для экономии топлива баловаться грав-маневрами около галилеевых лун, фоткая попутно и их тоже.

Мысль конечно хорошая, но надо понимать период обращения на такой сильноэллиптической орбите - он будет примерно втрое меньше периода обращения искомой луны. То есть полет с посещением Леды или Гималии займет где-то 80 суток, но для Карпо уже 150 суток, для спутников группы Ананке - 200 дней, Карме - 230 дней, Поэтому более менее представительное исследование множества внешних спутников с гравманеврами у галилеевых лун растянется на годы, если не десятилетия 
Более простой, быстрый  и дешевый вариант состоит в запуске эскадры кубсатов вроде недавних MarCO, сразу ориентированеых на разовые пролеты. Собственно что там исследовать - пару фотографий вблизи, лценка массы и тд. Сейчас все это кубсаты могут на довольно приемлемом уровне.

[Андрей Астрофизический]

Еще более интересный вариант - запустить в систему Юпитера "материнскую АМС" которая основное время миссии будет изучать Галилеевы луны, возможно, поддерживать связь с лендером на Европе или еще что в таком духе. А по прибытии в систему Юпитера раскидает эти самые кубсаты по всем закоулкам. И будет поддерживать с ними связь - маломощным кубсатикам проще передать информацию близко расположенной "маме", чем докричаться до Земли.

[Ultima Thulean]

К каждому спутнику персональный кубсат? Не слишком ли?

Можно ограничиться одной группой, например Гималии. Гималия, Элара, Лиситея, Леда, Дия и два пока безымянных Можно ли вывести АМС на сходную орбиту и совершать поочерёдные пролёты спутников?

[Андрей Астрофизический]

Можно ли вывести АМС на сходную орбиту и совершать поочерёдные пролёты спутников?

Чудесный вопрос, уже содержащий в себе более половины ответа.
1. Что нам надо для точного расчета траектории такой АМС? параметры орбит этих спутников.
2. Вспоминаем что спутники почему-то названы иррегулярными. Т.е. их орбиты подвержены определенным искажениям, и расчет их будущих движений, сделанный сейчас, через несколько лет превратится в прогноз уровня "одна бабка сказала".
3. Вспоминаем сколько времени обычно у нас занимает полет АМС к Юпитеру или куда-нибудь в примерно те края.

Получается, чтобы не ухлопать в пустую дорогой аппарат, и не сжигать уже в системе Юпитера неприличные количества топлива, в попытках догнать набежавшие отклонения орбит... наиболее оптимальный вариант для их изучения это именно прилететь в систему Юпитера ОДНИМ аппаратом. И уже на месте сориентировавшись в обстановке, кидаться кубсатами. А в каждый спутник кидать или не каждый, это уже пусть спонсоры миссии решают.

[xd]

С другой стороны, миссия не программируется от и до за 30 суток до старта, и всегда возможно её уточнение и коррекция. На Curiosity вон вообще в процессе полёта к Марсу полностью обновляли прошивку, потому как он использовался сначала как БВМ для совсем другой аппаратуры, а потом туда пошла штатная прошивка.

[Foma]

1. Что нам надо для точного расчета траектории такой АМС? параметры орбит этих спутников.
2. Вспоминаем что спутники почему-то названы иррегулярными. Т.е. их орбиты подвержены определенным искажениям, и расчет их будущих движений, сделанный сейчас, через несколько лет превратится в прогноз уровня "одна бабка сказала".
3. Вспоминаем сколько времени обычно у нас занимает полет АМС к Юпитеру или куда-нибудь в примерно те края.

При всей своей иррегулярности эти спутники наблюдаются уже десятки лет, построены модели их движения, более чем приличные. Даже спустя годы положения спутников можно предсказать с достаточно высокой точностью, а потом еще уточнить на месте. Кроме того, как и в любых других системах там есть свои "великие противостояния" и "парады планет", когда 2-3-4 спутника оказываются примерно в одном месте и одним пролетом можно убить сразу несколько зайцев. Вот например расстояния от Гималии до Элары, Леды, Лиситеи в 2015-2033 гг.


Время в MJD, расстояния в а.е.

Как видно, в 2016 г Лиситея подходила к Гималии почти вплотную - до 600 тыс. км А в 2023 г  будет период близких проходов Элары и Леды возле Гималии - сразу 3 луны будут в пределах 3 млн км друг  от друга. И таких комбинаций можно найти еще множество.

[6th Book]

http://ngvla.nrao.edu/page/about         

Возможен ли орбитальный "тур" по внешним иррегулярным спутникам Юпитера, например, группы Гималии?

Уже наврядли.

Недавние успехи в VLBI привели к тому, что точность астрометрии превысила точность целей миссии Gaia. В статье https://arxiv.org/abs/1810.06577 описываются некоторые важные астрофизические проблемы, которые могут быть решены с помощью суб-миллиарксекундной визуализации и микро-арксекундной астрометрии с использованием ngVLA с длинными базами.

После прочтения статьи по нижеприведённой ссылке станет совсем понятно почему "уже наврядли"
https://arxiv.org/abs/1810.08521v1   https://arxiv.org/pdf/1810.08521v1.pdf
Potential for Solar System Science with the ngVLA
Imke de Pater, Bryan Butler, R. J. Sault, Arielle Moullet, Chris Moeckel, Joshua Tollefson, Katherine de Kleer, Mark Gurwell, Stefanie Milam
(Submitted on 19 Oct 2018)

[Ultima Thulean]

Synergies with spacecraft

A number of other synergies can be envisioned with direct planetary missions includ-
ing past/current/future spacecraft, landers, and sample return missions. For the giant
planets, continuous long-term studies to follow-up the extensive knowledge obtained
from the Cassini mission towards Saturn and Titan should be acquired at all wave-
lengths. Should the New Frontiers 4 mission concept Dragonfly to Titan be selected,
complimentary studies will be necessary for global measurements for the interpretation
of data acquired by the spectrometers aboard the spacecraft. Other missions such as
Juno, Juice, and Europa Clipper in the Jupiter system will also benefit from long term
studies of the system’s magnetosphere from ngVLA. Accessibility to thermal measure-
ments and lines such as OH maser emission will provide essential complementary data
for missions to small bodies such as the New Frontiers 4 mission concept for a comet
sample return from Comet 67P, the Lucy mission to asteroids, and long term studies to
follow-up Dawn’s results

Так что, в принципе, это не отменяет непосредственной миссии.

[Змей Петров]

Возможен ли орбитальный "тур" по внешним иррегулярным спутникам Юпитера, например, группы Гималии?

Возможен. Но зачем это нужно?