Download
1 / 20
200 likes | 474 Views
ЛАПЛАС-П. Российский проект по исследованию Юпитера и его спутника Ганимеда. Орбитальный аппарат. Посадочный аппарат. Сроки реализации: 2025-2033 Головная организация: ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина» Научная организация: Институт Космических Исследований РАН Международная кооперация:
E N D
ЛАПЛАС-П Российский проект по исследованию Юпитера и его спутника Ганимеда. Орбитальный аппарат Посадочный аппарат Сроки реализации:2025-2033 Головная организация: ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина» Научная организация:Институт Космических Исследований РАН Международная кооперация: Европейское Космическое Агентство КА JUICE Заседание Совета РАН по космосу 3 июля 2014 г. Докладчик к.ф-.м.н. К.И. Марченков (п.2.3 повестки дня)
Система Юпитера в ее многообразии Лаплас-П Ио Европа Ганимед Каллисто Самая активная атмосфера Самая большая и мощная магнитосфера Сложные связи 63 спутника, 4 больших Галилеевых Возможная обитаемость Европа Ио Europa Io Ганимед Каллисто
Лаплас-П Liquid water Характеристика атмосферы Юпитера ПОЧЕМУЮПИТЕР? • Образец газового гиганта • Лаборатория для изучениядинамики и химии газовых гигантов • Сложные связи в системе Юпитера: • гидродинамические • гравитационные • электромагнитные Динамика и химия полярных областей Взаимосвязь с магнитной средой / средой заряженных частиц Юпитера Объёмный состав, истоки Вертикальные Связи Динамика, ветры, температуры, турбулентность Слои облаков, помутнения, просветления Штормы, волны, горячие пятна, нестабильности, смещения пластов Динамика и химия полярных областей • Научные задачи • Характеристикаатмосферной динамики и ее циркуляции, мониторинг • Характеристика химического состава атмосферы • Характеристика вертикальной структуры атмосферы • Исследование связей между тропосферой, стратосферой и термосферой • Одновременные наблюдения полярных сияний и плазменные измерения
Характеристика магнитосферы Юпитера Лаплас-П Liquid water Почему магнитосфера Юпитера? ГИГАНТСКАЯ ВРАЩАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА Ускорение, радиация Полярные сияния • Самый крупный объект в Солнечной системе • Крупнейший ускоритель частиц исамый быстрый ротатор в Солнечной системе • Уникальная природная лаборатория для изучения процессов в плазме, взаимодействий и связей Внешние связи Внешний диск Внутренний диск Взаимообмен путем диффузного переноса Юпитер Ио Электро-динамические связи Ганимед Тор Ио Европа Перенос момента Крупномасштабные возмущения БОЛЬШОЕ МНОГООБРАЗИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ Электродинамические связи Ускорение, радиация Полярные сияния Интенсивная радиация Ганимед Мини магнитосфера Юпитер Ио Источник ионов Европа Индуцированное В-поле Резонанс Лапласа • Научные задачи • Охарактеризовать магнитосферу как быстрый магнитный ротатор • Охарактеризовать магнитосферу как гигантский ускоритель частиц • Исследовать роль лун как источников истоковмагнитосферной плазмы • Определение электродинамических связей между планетой и спутниками • Изучение динамики магнитосферы внутри и вне магнитодиска Юпитера
1. Why is Ganymede an habitable world Научные задачи: Обитаемость Солнечной системы Лаплас-П Why are Ganymede and Europa habitable worlds ? Возможна ли жизнь на Европе и Ганимеде? Необходимые составляющие • Жидкая вода • Элементы • Энергия • Время The habitable zone is not restricted to the Earth’s orbit… Поверхностная/Глубинная среда обитания Глубинная среда обитания Масса звезды в массах Солнца Юпитер Сатурн Зона обитаемости Марс Земля Венера Глубинная среда обитания Радиус в радиусах орбиты Земли
Научные задачи миссии к Ганимеду Лаплас-П Liquid water Охарактеризовать Ганимедкак планетарный объект и возможную среду обитания ПОЧЕМУ ГАНИМЕД ? ОСОБЕННОСТИ МИССИИ • Самый крупный спутник в Солнечной Системе и возможная среда обитания • Океан под поверхностью • Собственное и индуцированное магнитное поле • Богатейшая морфология кратеров • Ганимед показывает признаки серьезной тектонической активности, т.е. является активным миром • Возможно лучшая лаборатория для изучения приливного орбитального резонанса Лапласа • Первый посадочный аппарат на ледяной луне Юпитера и орбитальный аппарат • Первое детальное исследование геологии ледяного спутника и его недрвключая глубинный океан – возможную среду обитания в Солнечной системе, кроме Земли • Впервые будет исследованы взаимодействия магнитного поля Ганимеда с магнитосферой Юпитера и юпитерианской плазмой • Первое детальное исследование экзосферы-атмосферы ледяного спутника
Научные задачи миссии к Ганимеду Лаплас-П Liquid water Охарактеризовать Ганимедкак планетарный объект и возможную среду обитания Кора, лед Жидкий слой Мантия, лед Силикаты Металл. ядро Область Галилео Мини-магнитосфера • Научные цели Лаплас-П • Охарактеризовать ледяную кору, протяженность океанаи его связь с недрами • Исследование внутреннего строения Ганимеда путем проведения различных геофизических (включая сейсмические, либрационные и магнитные) измерений • Исследование и определение характеристик среды указывающий на возможность существования жизни на Ганимеде, поиск следов прошлой и существующей жизни • Детальное изучение материала поверхности в месте посадки модуля для понимания происхождения ледяных спутников системы Юпитера • Охарактеризовать локальную среду и ее взаимодействие с магнитосферой Юпитера
Изучение экзосфер и поверхностей ледяных лун Криовулканизм– ЕвропаLorenz et al. Transient Water Vapor at Europa’s South Pole Science (2014) • УФ изображения свечений Lyman-α и OI 130.4 нм над южным полюсом Европы получены космическим телескопом им.Хаббла (HST) в 2012 году. • Эти свечения согласуются с двумя 200-км выбросами водяного пара с плотностью на луче зрения ~1020м-2. • Отсутствие детектирования подобных выбросов с 1999 до ноября 2012 года может быть связано с изменениями поверхностного напряжение на различных орбитальных фазах Европы. Выброс случился, когда Европа была в апоцентре орбиты, что согласуется с предсказаниями моделей.
Concept of Russian Europa Lander mission (ELW, Moscow, 2009) Lander Orbiter
Российская часть миссии EJSM-Laplace: исследование Европы – предполагаемая дата старта 2023 г., р/н «Протон» – полёт к Юпитеру:>6 лет, возможны гравитационныеманёвры около Земли и Венеры – гравитационные манёвры всистеме Юпитера cиспользованием его больших спутников – орбита Европы:≈2мес., изучение приливныхдеформаций; исследование поверхности?– возможность изучения магнитного поля и плазмы сильнозависит от ограничения по массе КА – посадка на Европу (вблизи области разломов ледянойкоры) работа на поверхности: несколько дней – основная цель:поиск признаков жизни:органика, биогенные газы, изотопный состав,хиральность, клетки, остатки организмов,минералогия исследование плюмов – также: фотосъёмка, изучение льда/океана (пенетратор+сейсмометр+масс-спектрометр, эхолот, сонар) – передача данных:через орбитальный ретранслятор
Europa: study of currently & recently active regions Objectives • Plumes (composition, etc.) • Composition of non-ice material • Liquid subsurface water in the most active regions • Recently active processes • Exosphere and plasma environment
Liquid water Explore EUROPA’s currently and recently active zones WHY EUROPA ? • High habitability potential • An ocean in contact with the rocky mantle • Active world HIGHLIGHTS • New investigations as compared to Galileo • Low orbit versus focused flybys • Two months of remote observations • OBJECTIVES • Determine the composition of the non-icematerial, especially as related to habitability • Look for liquid water under the most active sites • Study the recently active processes • Plumes
~100 kg Liquid water Model Payload • Remote sensing suite • Narrow angle camera • Wide angle camera • IR imaging spectrometer • UV spectrometer • Submillimetre wave instrument ? • Geophysics • Penetrator (seismometer & INMS)? • Ice penetrating radar • Radio Science Instrument & USO • Plasma & fields package • Particle analyzer • Magnetometer • Radio & plasma wave instrument
