Questão:
Há algum sucessor das Voyagers em andamento atualmente?
SF.
2013-07-22 14:22:56 UTC
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Vimos algumas sondas examinando o Sistema Solar nos últimos anos, mas além da Voyager entregar novas medições a cada dois meses agora, não ouvi falar de nenhuma das sondas em andamento para "além" do Sistema Solar .

Existem sucessores para as Voyagers atualmente, visando estrelas vizinhas ou apenas "fora do sistema" em geral? Em caso afirmativo, você poderia resumir seus equipamentos e missões?

Observe que as Voyagers nunca tiveram a intenção de sondar "além" do Sistema Solar. Na verdade, eles nem mesmo tinham a intenção de explorar Saturno. O fato de a Voyager 2 também ter capturado Urano e Netuno foi um grande bônus em uma missão estendida. O fato de as duas Voyagers terem continuado a medir o plasma solar foi um bônus adicional incrível. O fato de uma das Voyagers estar medindo agora o plasma _interstellar_ é um bônus incrível! Planejar uma missão para repetir isso como sua missão _primária_ seria extremamente caro.
Dois respostas:
#1
+23
gerrit
2013-07-22 15:01:12 UTC
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New Horizons examinou Plutão em 14 de julho de 2015 e Ultima Thule em 1 de janeiro de 2019. Pode continuar a explorar um terceiro Cinturão de Kuiper objeto, mas não tem como objetivo medir o meio interestelar, muito menos estrelas próximas; é muito lento para isso.

Não entrou em órbita no sistema Plutão-Caronte; não há atmosfera espessa o suficiente para aerofrenagem e não tem a capacidade de propulsão para desacelerar. Ele fez um sobrevoo em 14 de julho de 2015.

Depois de Plutão e o Ultima Thule sobrevoando, ele continua voando e, finalmente, por volta de 2040, deixa o sistema solar. É mais lento que as naves espaciais Voyager e não estará mais operacional quando entrar no meio interestelar.

#2
+3
Hobbes
2018-12-06 23:30:47 UTC
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Não há missões interestelares ativas. O JHUAPL está investigando como seria essa missão. Esta apresentação apresenta um pouco mais de detalhes.

Como parte dos estudos para a próxima Pesquisa Decadal de Heliofísica, a JHUAPL está estudando uma sonda para chegar a 1.000 UA em 50 anos . ...

O estudo tenta responder a estas questões:

  • Concentre-se no período de tempo na próxima década: 2023 - 2032: Pode voaremos então?
  • Avalie a ciência: o caso continua convincente?
  • Abordagem para o decadal: avalie a prontidão técnica para um lançamento NÃO DEPOIS DE 2030

Conclua este esforço em nove meses, relatando à NASA até fevereiro de 2019

Uma meta de peso para a sonda foi definida:

A sonda pesará 300-800 kg, dos quais 40 kg serão instrumentos. Em comparação, a New Horizons é um 478 kg com 30,4 kg de instrumentos, Parker Solar Probe 685 kg com 50 kg de instrumentos, enquanto o Pioneer 10/11 e o Ulysses eram mais leves.

Várias opções de propulsão e as assistências de gravidade são examinadas.

A propulsão no espaço não resolve o problema - Baixa potência para a massa. SEP, RTG com motor iônico, sistema elétrico nuclear estudado.

A única outra opção é um foguete realmente grande, SLS combinado com auxílio da gravidade. Mesmo assim, seria difícil. A meta é uma velocidade de 20 UA / ano. um estágio superior do STAR 48 oferece 4 km / s, você precisa de 14 km / s durante a abordagem do Sol a uma distância de 4 raios solares. 10 km / s a ​​2 raios solares.

XKCD

A manobra Oberth-Kuiper requer uma abordagem próxima ao Sol, que requer proteção térmica que adiciona peso.

O plano da missão atual é lançar um SLS para Júpiter, reverter a gravidade para reduzir a velocidade, mergulhar no Sol a 4 raios solares (a Parker Solar Probe atingirá 8 raios solares) e usar uma manobra de Oberth para atingir 8 UA por ano ou duas vezes a velocidade de escape heliosférico da Voyager 1. Como eles estarão na área, eles também estão propondo que um alvo do Cinturão de Kuiper também seja alvo de um sobrevôo rápido.

Ulisses usou um IUS mais um PAM-D para 20 toneladas de estágios superiores para obter o delta-V necessário aqui. STAR-48 tem cerca de 2 toneladas. SLS não é grande o suficiente para colocar 20 toneladas na órbita necessária.

poster

8 UA por ano não corresponde a 1000 UA em 50 anos. Alguém sabe o que preenche essa lacuna?
@SteveLinton A sonda 1000 AU deveria ser lançada com um reator nuclear e uma unidade de íons, e acelerar para cerca de 106 km / s em 10 anos, por cerca de 22 UA / ano.
8 AU / y é a velocidade mais alta que eles encontraram entre um monte de opções estudadas. 20 AU / y é a meta.
Apenas como um experimento de pensamento, suponha que você usou a variante de carga do BFS / SpaceX StarShip e estava disposto a reabastecer completamente na órbita elíptica da Terra (então você provavelmente está falando de mais de 10 lançamentos da Terra no total). Então você precisa de 3,1 km / s para chegar a Júpiter, o que sugere que você poderia entregar uma carga útil de 200-300 toneladas. Isso deve ser o suficiente para um impulsionador sólido de múltiplos estágios com blindagem térmica para a manobra do poço de gravidade solar e uma sonda de tamanho razoável. Você jogou fora sua nave de carga, provavelmente em Júpiter ou no Sol, então esta NÃO é uma missão barata, mas 20AU / ano pode estar acontecendo
Para referência, 1000 AU é 0,0158 anos-luz ou 5,77 dias-luz.


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