La sonda de entrada atmosférica a Saturno es un estudio conceptual de una misión para que una nave espacial robótica envíe una sola sonda a Saturno para estudiar su atmósfera. El estudio conceptual se realizó para apoyar la Encuesta Decenal de Ciencia Planetaria 2010 de la NASA [1] [2] [3]
Debido a las órbitas y posiciones relativas de Saturno y la Tierra, el lanzamiento se propuso para el 30 de agosto de 2027 con una llegada el 22 de junio de 2034. [3] La misión fue estudiada para el NASA Planetary Science Decadal Survey [2] [4] como una posible misión de clase New Frontiers de la NASA. [1]
Para desvelar los procesos de formación de los planetas exteriores y la evolución del Sistema Solar , serían necesarios estudios detallados de la composición, la estructura y la dinámica de los interiores y las atmósferas de los planetas gigantes. Para delimitar la estructura interna de los gigantes gaseosos , sería necesaria una combinación de misiones de sonda de entrada in situ y estudios de teledetección de los planetas gigantes. [3] La misión de la sonda de entrada atmosférica a Saturno consistiría en una nave espacial portadora-relé y una sonda. La nave espacial portadora-relé soltaría la sonda en Saturno, un gigante gaseoso, y proporcionaría retransmisión de datos desde la sonda a la Tierra. La sonda determinaría la estructura de la atmósfera, así como las abundancias de gases nobles y las proporciones isotópicas de hidrógeno , carbono , nitrógeno y oxígeno . [3] [2]
Los objetivos del nivel 2 incluyen: [5]
Para cumplir sus objetivos, la sonda deberá llevar al menos estos dos instrumentos: [3]
El lanzamiento está previsto para el 30 de agosto de 2027. Tras el lanzamiento, la nave entraría en órbita heliocéntrica y se colocaría en una trayectoria para sobrevolar la Tierra, lo que se prevé que ocurra el 16 de julio de 2030 a una distancia de 300 km. Después de eso, la nave pasaría cuatro años viajando hacia Saturno. [3]
Esta fase comenzaría ocho meses antes de la llegada. La sonda se separaría de la nave portadora-relé y entraría en caída libre en la atmósfera de Saturno. [3]
Horas antes de la entrada de la sonda, comenzaría la fase científica. Un temporizador de eventos en la sonda iniciaría las actividades, mientras que la nave espacial portadora-relé encendería su receptor de radio y giraría para apuntar su antena de retransmisión de sonda al sitio de entrada. La sonda entraría en la atmósfera de Saturno a una velocidad de aproximadamente 27 km/s, que es menor que la velocidad de la sonda Galileo de 47,4 km/s. Después de la fase de calentamiento y desaceleración de entrada, la sonda desplegaría un paracaídas de frenado y luego el paracaídas principal cuando alcanzara una presión atmosférica de 0,1 bar. A 1 bar de presión, se soltaría el paracaídas y el módulo de descenso continuaría en caída libre a través de la atmósfera (posiblemente con estabilización de otro paracaídas de frenado) hasta el final nominal de la misión, 55 minutos después de la entrada y a 250 km de profundidad. La sonda estaría diseñada para soportar al menos 10 bares de presión. [3]
Poco después de que finalice la transmisión de datos, comenzará la transmisión de datos a través de la sonda. El conjunto de datos medidos por la sonda será de aproximadamente 2 Mb , por lo que se necesitarán 20 minutos para completar la transmisión de datos. La nave espacial portadora-retransmisora sobrevolará Saturno a una distancia de aproximadamente 100 Mm y continuará en una trayectoria de escape solar. [3]
Tras el estudio conceptual realizado para apoyar el Estudio Decenal de la NASA, el concepto de la sonda de entrada atmosférica a Saturno se desarrolló aún más hasta convertirse en un concepto de misión, que se propuso con el nombre de SPRITE ("Saturn PRobe Interior and aTmospheric Explorer") en la convocatoria del programa Nuevas Fronteras de la NASA en 2016.