톈원 4호

Tianwen-4
톈원 4호
미션 타입목성과 칼리스토 궤도선
천왕성 플라이바이
교환입니다.CNSA
우주선 속성
제조원출연자들
발사 질량합계: 5,000 kg (11,000파운드)[1]
주피터-칼리스토 궤도선: 4,000 kg (8,800파운드)
행성간 플라이바이 프로브: 1,000 kg (2,200파운드)
임무 개시
발매일2029년 10월 (제안)
로켓긴 3월 5일
발사장소원창
비너스의 플라이바이(중력 어시스트)
가장 가까운 접근법2030년 4월 (제안)
지구 저공비행(중력 어시스트)
가장 가까운 접근법2031년 2월 (제안)
지구 저공비행(중력 어시스트)
가장 가까운 접근법2033년 5월 (제안)
목성 궤도선
궤도 삽입2035년 8월 (제안)
궤도 이탈최대 2038(표준)
칼리스토 궤도선
궤도 삽입최대 2038(표준)[2]
천왕성의 플라이바이
가장 가까운 접근법최대 2,046(표준)
← 천원 3호

이전에 Gan [3]De로 알려진 Tianwen-4는 목성계와 그 주변을 연구하기 위해 중국이 계획한 행성간 임무로,[4] 천왕성을 통과할 우주선과 함께 발사된다.

개요

계획된 Tianwen-4 목성 임무의 목표는 중국 학술지에 게재된 기사에서 상세하게 설명되었다: 목성계에 존재하는 자기장과 플라즈마 사이의 상호작용에 대한 연구, 목성 대기의 구성 변화 조사,가니메데나 칼리스토 중 하나의 내부 구조와 표면 특성에 대한 탐구와 앞서 언급한 갈릴레오 [5]위성을 둘러싼 우주 환경 조사.

서방 언론의 보도에 따르면 2021년 1월 현재 두 개의 경쟁 임무 프로파일이 있다: '목성 캘리스토 궤도선'과 '목성 시스템 옵서버'[3]이다.'JCO'는 목성의 불규칙한 위성이 칼리스토 주변의 극궤도에 진입하기 전에 통과시키는 우주선을 포함할 것이다; 또한 이 임무 프로파일은 칼리스토 착륙선을 포함할 수도 있다.반면 'JSO' 임무 프로파일은 'JCO'와 대체로 유사하지만칼리스토 궤도를 도는 우주선의 시도는 포기하고 갈릴레이 달 이오에 대한 보다 집중적인 연구에 초점을 맞출 것이다. ('JSO' 임무 프로파일은 목성계 탐사의 마지막 단계에서 우주선을 태양-목성계 L1 지점으로 보내는 것을 포함할 수도 있지만 착륙선은 포함하지 않는 것으로 보인다.)마지막으로, 중국 연구자들의 발표에 따르면,[6] 톈원-4 목성 임무에는 2040년 이후에 천왕성을 통과하는 추가적인 탐사선이 포함될 수 있다.

이 임무의 원래 이름은 초기 행성 관측을 하고 최초의 갈릴레오 위성을 육안으로 [3]관찰한 기원전 4세기 중국 천문학자 간더(Gan De)를 지칭한다.

배경

2003년 10월 15일, CNSA는 중국 최초의 독자적인 유인 궤도 임무를 개시했고, 이후 성공적인 로봇 달 궤도 임무(창어 1호와 창어 2)와 로봇 달 착륙선/로버 임무(창어 3)를 수행했다.이러한 성과를 바탕으로 CNSA는 2020년대 이후 더욱 야심찬 행성간 임무를 고려하기 시작했습니다.2018년 CNSA 달 탐사 우주 프로그램 센터의 페이 자오유 부소장은 중국이 2020년대 [7]말까지 4개의 주요 행성간 임무를 수행할 계획이라고 밝혔다. 4개의 임무는 화성 탐사 임무(톈원-1), 주벨트 혜성, 소행성 샘플 귀환 임무(톈원-2)를 포함한다.화성 샘플 귀환 미션(톈원-3)과 목성 시스템 미션.2021년 초, 앞서 언급한 JCO와 JSO의 임무 프로파일은 Tianwen-4 목성계 [3]임무로 실현되기 위해 경쟁하고 있다.

생각할 수 있는 미션

EGU의 [8]2020년 총회에서 지구-목성 임무의 궤적과 일정이 제시되었다. 이 시나리오 하에서, Tianwen-4 탐사선은 2029년 10월에 발사되어 6개월 후인 2030년 [a]4월에 금성 근처로 비행하게 된다.그리고 나서 2035년 8월에 목성의 총 통과 시간이 5.87년으로 두 번(2031년 2월에[b] 첫 번째 조우[c], 2033년 5월에 두 번째 조우) 지구와 마주칩니다.

미션 아키텍처

2021년 현재, 다음 두 가지 미션 프로파일(JCO 및 JSO) 중 하나가 최종 미션 아키텍처와 유사할 가능성이 높습니다.

주피터 칼리스토 궤도선(JCO)

JCO는 칼리스토 주변의 극궤도에 진입하기 전에 불규칙한 목성 위성 몇 개를 지나쳐 비행할 것이다.이 시나리오는 창어 달 착륙선처럼 달의 형성과 진화에 대한 전례 없는 통찰력을 제공할 수 있는 착륙선을 포함한다.칼리스토는 네 개의 갈릴레이 위성 중 가장 바깥쪽에 있다.다른 달과 목성의 중력으로 인해 내부 온도가 낮아집니다.그것은 목성의 남은 물질로 형성되었고 그 이후로 소행성 충돌만이 그것의 표면을 수정하면서 대부분 휴면상태로 있었다.따라서 달은 착륙선이 연구할 수 있도록 초기 목성계와 태양계의 역사를 전반적으로 보존한다.칼리스토는 또한 얇은 대기와 적은 양의 산소를 가지고 있어, 다른 해저 위성인 유로파나 가니메데와 휘발성 있고 활동적인 Io보다 덜 화려함에도 불구하고 과학적인 매력을 증가시킨다.칼리스토는 또한 목성의 달 착륙에 가장 도전적이지 않은 달이기도 하다.우주선은 그것에 도달하는 데 필요한 연료가 적고, 목성의 강한 방사능 영역 밖에 있다.이것들은 칼리스토를 주요 임무 대상으로 주장하는 논리들이다.JCO는 또한 2040년대 [9]후반에 독립적으로 천왕성을 향해 날아가 천왕성과 조우할 보조 우주선을 포함하고 있다.

목성계 옵서버(JSO)

JSO는 목성의 달 Io에 대한 심층적인 조사로 칼리스토 착륙 가능성을 대체할 것이다.이 우주선은 목성의 중력이 어떻게 화산 활동에 동력을 공급하기 위해 달을 끌어당기는지를 연구하면서 여러 차례 Io 비행을 수행했다.JSO는 또한 불규칙 위성의 질량, 밀도, 역학, 화학 및 동위원소 구성을 연구하여 목성 형성의 독특한 잔해에 대한 통찰력을 제공할 것이다.옵션으로, JSO는 목성 자기권의 역학에 대한 다지점 연구를 수행하기 위해 하나 또는 여러 개의 작은 위성을 방출할 수 있다.

JSO는 여행의 마지막에 태양-목성 L1 지점을 공전하기 위해 보내질 수 있는데, 이 지점에서는 우주선이 오랫동안 그곳에 머물 수 있는 방식으로 행성의 중력이 태양과 균형을 이룬다.우주선이 방문한 적이 없는 이 독특한 횃대에서 JSO는 목성의 자기장 밖의 태양풍을 관찰하고 불규칙한 목성의 위성을 [8]멀리서 조사할 수 있었다.

미션 기구

Tianwen-4 임무를 위한 잠재적인 과학 기구들은 2020년 5월에 열린 유럽 지구과학 연합 2020 총회에서 논의되었다.가능한 기구는 임무의 두 가지 주요 목표를 다루기 위해 설계된 네 개의 페이로드 패키지로 분류되었다. 목성 시스템의 형성과 현재 [d]"작업"에 대한 질문에 대답하는 것이다(실제 선택된 기구는 임무 프로파일로 JCO 또는 JSO가 선택되는지에 따라 달라질 수 있다).4개의 페이로드 패키지는 (A)플라즈마 및 먼지 분석기, (B)다파장 분광기, (C)지질학/글라시학/지구화학 분석기,[8] (D)라디오/광학링크 및 전파과학기기이다.

플라즈마 및 먼지 분석기 패키지

  • 열 플라즈마 분광계(100 eV~100 keV)
  • 고에너지 하전 입자 검출기 및 에너지 중성 원자(ENA) 분석기
  • 이온 및 중성 질량 분석계
  • 자력계
  • 전파 및 플라즈마파 분광계
  • 질량분석계를 이용한 우주먼지 검출기

멀티파장 이미징/스펙트로스코프 패키지

  • 가시 파장 촬영 카메라
  • 근적외선 이미저/분광계
  • 원적외선/준밀리미터파 방사계/분광계
  • 자외선 이미저/분광계

지질학/빙하학/지구화학 분석기 패키지

  • 고질량 분해능 및 대질량 범위 질량 분석계

(얼음표면용 시료채취시스템 및 열분해장치(내화성분용)에 의한 시료채취시스템)

라디오 + 광학 링크 + 라디오 과학 패키지

  • 도플러 추적 및 엄폐 측정을 위한 지구 송수신 무선 링크
  • 추가 도플러 추적 및 은폐 측정을 위한 플랫폼 간 무선 링크
  • "PRIDE" 측성 실험(각 비행 요소의 매우 긴 기준선 간섭계 추적)
  • 고도계(미터 레벨 정확도 포함)

메모들

  1. ^ 금성에 가장 가까운 거리는 약 1만2716km로 예상된다.
  2. ^ 지구에서 가장 가까운 거리: 5,246km
  3. ^ 지구에서 가장 가까운 거리: 2,151km
  4. ^ 이것들은 행성, 달, 플라즈마 토러스, 그리고 전체 자기권 사이의 중력 에너지의 조석 전달과 소멸과 같은 목성계의 에너지 전달 과정을 포함한다.

레퍼런스

  1. ^ 田百义，张磊，周文艳，朱安文 (February 2018). "《木星系及行星际飞越探测的多次借力飞行轨道设计研究》" (in Simplified Chinese). 《航天器工程》. Archived from the original on 2021-10-09. Retrieved 2021-10-09.
  2. ^ 张磊，田百义，周文艳，田岱，朱安文 (2018-02-28). "木星系多目标探测轨道设计研究" (in Simplified Chinese). 航天器工程,2018,27(01)：31-36. Retrieved 2023-01-07.
  3. ^ a b c d Jones, Andrew (12 January 2021). "Jupiter Mission by China could include Callisto Landing". Planetary.org. Retrieved 1 May 2021.
  4. ^ Andrew Jones published (2022-09-22). "China wants to probe Uranus and Jupiter with 2 spacecraft on one rocket". Space.com. Retrieved 2022-09-28.
  5. ^ Xu, Lin; Zou, Yongliao; Jia, Yingzhuo (2018). "China's planning for deep space exploration and lunar exploration before 2030" (PDF). Chinese Journal of Space Science. 38 (5): 591–592. doi:10.11728/cjss2018.05.591. S2CID 256881663.
  6. ^ Jones, Andrew (14 July 2017). "Mars, asteroids, Ganymede and Uranus: China's deep space exploration plan to 2030 and beyond". FindChinaInfo. Retrieved 1 May 2021.
  7. ^ "China outlines roadmap for deep space exploration – Xinhua English.news.cn". www.xinhuanet.com. Archived from the original on April 25, 2018. Retrieved 2 May 2021.
  8. ^ a b c Blanc, Michel; Wang, Chi; Li, Lei; Li, Mingtao; Wang, Linghua; Wang, Yuming; Wang, Yuxian; Zong, Qiugang; Andre, Nicolas; Mousis, Olivier; Hestroffer, Daniel (2020-05-01). "Gan De: Science Objectives and Mission Scenarios For China's Mission to the Jupiter System". EGU General Assembly Conference Abstracts. 22: 20179. Bibcode:2020EGUGA..2220179B. doi:10.5194/egusphere-egu2020-20179. S2CID 235015121.
  9. ^ "Jupiter Mission by China Could Include Callisto Landing". The Planetary Society. Retrieved 2021-09-01.

외부 링크