泰坦海洋探测器

泰坦海洋探测器(),简称时间号(TiME),是一艘用于探索土星的卫星-土卫六的着陆器。在发现级任务参选中,“时间号”任务设计一度进入决赛,但最终落选,2013年曾向美国参议院申请专款也未果。

发现级决赛提案
时间号是2011年5月获得300万美元用于实施详细概念研究的三项发现任务入围方案之一。另外两项任务是“洞察号”和“彗星跳跃者”。经2012年年中审查,美国宇航局于2012年8月宣布,最终选择为“洞察号”火星任务。

具体来说,如只能在2025年底前发射,时间号将于2030年代中期抵达,届时,北方正处于隆冬时节,这意味着土卫六北极附近的海洋尚笼罩在一片黑暗之中,无法直接与地球通信。

太阳系十年调查报告也提及过降落土卫六湖泊或海洋的任务,此外,2009年提议于2020年发射的旗舰土卫六-土星系统任务,也包含一艘由电池供电的短期型湖泊着陆器。发射机遇稍纵即逝,下一次窗口将在2023-2024年,也是这一代人的最后一次机会。

历史
2006年7月22日在土卫六北半球发现的湖泊和海洋证实了该星球上存在液体碳氢化合物的猜想,此外,以前对南极风暴的观测和对赤道区风暴的新观测均提供了甲烷活动-生成过程的证据,可能是来自土卫六内部的冰火山特征。

据认为土卫六的甲烷循环类似于地球上的水循环,气象运动的流体以雨、云、河流和湖泊的形式存在,洛克希德·马丁公司承担时间号航天舱建造,应用物理实验室、戈达德太空飞行中心和马林空间科学系统公司分别提供所需的科学探测仪器。

目标
上的苏必利尔湖大小比较]]
时间号将在2016年由 大力神5号 411型火箭发射升空,2023年抵达土卫六,目标湖泊为丽姬亚海(北纬78°,西经250°),探测器将安装两台相机,一台在降落到丽姬海表面时拍照,另一台在降落后拍照,该装置将测量风速和风向、甲烷湿度、“水线”以上的气压和温度、浊度、海温、声速和地表下介电特性。声纳将测量水深,进行声传播模拟,并在液氮温度下测试声纳换能器,以显示在土卫六环境条件下的性能。

电源
前面的土卫六]]
土卫六厚厚的大气层及远离太阳的微弱阳光排除了使用太阳能电池板的可能性,如果美国宇航局选定了该任务,时间号登陆器将试用先进斯特林放射性同位素发电机(ASRG),此后,美国宇航局取消了与洛克希德公司的合同(该合同原为2016年发射做准备的),并决定依靠现有的“多任务放射性同位素热电发生器”(MMRTG)
进行远程探测。
 
;指标规格:
*≥14 年寿命;
*额定功率: 140 瓦;
*质量 ~ 28 千克;
*系统效率: ~ 30%;
*二台GPHS钚238模块;
*使用0.8千克钚-238。 

降落舱将不需要推进:风力和可能的潮流预计将推动这艘浮力舱在海上航行数月。在2035年前,它将无法向地球发送数据。

表面状况
模型表明,在时间号任务预定的季节,丽姬亚海上的波浪通常不超过0.2米(0.66英尺),在数月之中偶尔会达到略高于0.5米(1.6英尺)。经过模拟评估了降落舱对海浪的反应以及可能在岸上搁浅的情况。受海流和海风的推动,预计降落舱将以0.1米/秒的速度在海面漂移,常规速度为0.5米/秒,不超过1.3米/秒(4.2英尺/秒)。一些科学家推测,如果土卫六上的碳氢化合物越过了从无机质到某种生命形式的界限,就将很难被发现。时间号任务首席研究员埃伦·斯托凡认为,我们所知的生命不可能存在于土卫六海洋中,但她说,“海洋中的化学物质可能会让我们深入了解有机系统是如何向生命进化的”。

类似任务概念
*虽然目前还没有资助探测泰坦湖的登陆任务,但科学界的兴趣正在提升。 美国宇航局的一位研究人员提出,若时间号一旦被发射,合乎逻辑的后续任务将是一艘名为“泰坦潜艇”的湖泊潜水器
*一台由电池供电的湖泊着陆器被认为是土卫六-土星系统任务(TSSM)旗舰研究的一部分,它将使用土星轨道飞行器作为中继;在2010年美国宇航局行星科学十年调查报告中,也简要考虑了一系列不同的湖泊着陆器。
*2012年欧洲行星科学大会上,欧空局提出了一种“泰坦湖实地取样推进探测器”的湖泊探测舱,简称“塔利塞号”(TALISE)。主要区别在于推进系统部分,可能会使用一具在泥泞和液体环境中工作的阿基米德螺旋,然而,这一努力还只是一个简单的概念研究。

延伸阅读
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另请参阅

  • 土卫二和土卫六探测器 (E2T)
  • 土卫二和土卫六之旅 (JET)
  • 俄刻阿诺斯号
  • (TALISE)
  • 放射性同位素热能发电机

参考文献

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