SPRITE ( Saturno PRobe Interior and atmospheric Explorer ) fue un concepto de misión de sonda atmosférica de Saturno propuesto por la NASA . SPRITE es un diseño para una sonda de entrada atmosférica que viajaría a Saturno desde la Tierra en su propia etapa de crucero, luego entraría en la atmósfera de Saturno y descendería tomando medidas in situ .
Muchas cuestiones fundamentales sobre Saturno no habían sido investigadas completamente al final de la misión Cassini en septiembre de 2017, debido a limitaciones en su implementación e instrumentación científica. Se necesitan mediciones directas de la estructura atmosférica y de la abundancia de gases nobles y elementos de Saturno para distinguir entre modelos competitivos de formación del Sistema Solar , así como para proporcionar un contexto mejorado para los sistemas de exoplanetas . [1] La sonda SPRITE revolucionaría nuestra comprensión de la estructura y composición atmosférica de Saturno, y permitiría una mejor comprensión de los planetas gigantes extrasolares . [2]
SPRITE fue propuesto por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de Caltech con Amy Simon como investigadora principal en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA .
El concepto de misión SPRITE se propuso en 2016 como una misión que se financiaría como la misión 4 del programa Nuevas Fronteras de la NASA , pero no fue seleccionada para su desarrollo. La selección final de la misión fue la misión Dragonfly a Titán , [3] con la misión de retorno de muestras del cometa CAESAR seleccionada para estudio, pero no seleccionada como opción final. [4]
Por la forma en que funciona ese programa, podrá volver a presentarse en otro proceso de selección. New Frontiers es una misión de mayor tamaño con menos oportunidades, que comenzó con la sonda New Horizons a Plutón y más allá con una misión que supera los mil millones de dólares.
El Estudio Decenal de Ciencias Planetarias 2013-2022 identificó una misión de sonda a Saturno como un objetivo de misión de alta prioridad para el programa Nuevas Fronteras de la NASA debido a la necesidad de mediciones in situ a profundidades de 10 bares o más. [5] El equipo SPRITE explica que "para desarrollar una mejor comprensión de la formación, evolución y estructura del Sistema Solar , es esencial que se comprenda bien el papel desempeñado por los planetas gigantes , y esto no se puede lograr sin in situ mediciones de la composición, estructura, dinámica y procesos de la atmósfera de Saturno". Para lograrlo, los científicos de la misión se han fijado dos objetivos principales:
El concepto de misión SPRITE consiste en una nave espacial Carrier Relay (CRSC) y una sonda de entrada que desciende al menos a diez barras . [8] La estrategia de descenso requiere el uso de un escudo térmico seguido de un paracaídas que permitiría hasta dos horas para que la sonda recopile datos. [8] La sonda proporcionaría mediciones directas de la composición y la estructura atmosférica (incluida la dinámica) a lo largo de la trayectoria de descenso de la sonda, proporcionando ciencia que no es accesible a las mediciones de detección remota. [9]
El CRSC de energía solar llevaría un generador de imágenes multicanal para obtener imágenes de la ubicación antes de la entrada y proporcionar imágenes de contexto global para las mediciones de la sonda. [8] El módulo CSRC no orbitaría Saturno, pero sobrevolaría Saturno una vez para transmitir los datos científicos de la sonda a la Tierra varias veces a través de la Red de Espacio Profundo . [8]
La sonda de entrada atmosférica SPRITE propuesta llevaría una carga útil de instrumento científico para medir la estructura, dinámica, composición, química y nubes atmosféricas de Saturno hasta al menos 10 bares . [7]
La carga útil conceptual consta de dos espectrómetros: [8] un espectrómetro de masas cuadrupolo mediría gases nobles e isótopos de gases nobles con extrema sensibilidad. De particular importancia son las mediciones de helio ( He ), clave para comprender la evolución térmica de Saturno; [7] y un espectrómetro láser sintonizable que mediría abundancias moleculares y proporciones de isótopos para determinar la estructura química de la atmósfera de Saturno y especies en desequilibrio como el monóxido de carbono ( CO ), la fosfina ( PH
3) y etano ( C
2h
6) que puede usarse para inferir la abundancia de aguas profundas de Saturno. [7]
El Instrumento de Estructura Atmosférica (ASI) proporcionaría el perfil de presión y temperatura de la atmósfera de Saturno para determinar el perfil de altitud de la estabilidad estática, y cuando se combina con mediciones de nubes del nefelómetro , dilucidaría los procesos que determinan la ubicación y estructura de las nubes múltiples de Saturno. capas. El ASI también incluye acelerómetros para medir las aceleraciones de entrada a partir de las cuales se puede reconstruir la trayectoria de entrada y descenso de la sonda y caracterizar la estructura térmica de la atmósfera superior. [8]
El experimento de viento Doppler proporcionaría una medida de la dinámica tridimensional de la atmósfera de Saturno utilizando un oscilador ultraestable, incluido el perfil de los vientos locales con movimientos profundos y verticales de las ondas atmosféricas. [7]
Se propuso el lanzamiento de SPRITE a finales de noviembre de 2024. La sonda seguiría las asistencias gravitatorias Tierra-Venus-Tierra-Tierra y llegaría a Saturno en noviembre de 2034. La sonda atmosférica se separaría de CRSC 30 días antes de la entrada. Las imágenes y las observaciones durarían 6 días antes de la entrada. CRSC sobrevolaría Saturno a una distancia de aproximadamente 100.000 km, continuando su trayectoria de escape solar.
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