Io Volcano Observer

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Io Volcano Observer
Файл:Voyager 1 Jupiter Io Europa.jpg
Заказчик

НАСА, Лаборатория прикладной физики, Аризонский университет

Производитель

Лаборатория прикладной физики

Оператор

НАСА

Задачи

Исследование вулканической активности Ио, изучение приливного нагрева

Пролёт

Ио

Запуск

Предполагается январь 2029 года

Ракета-носитель

Не определена

Стартовая площадка

Мыс Канаверал

Длительность полёта

5 лет до Юпитера, 47 месяцев основная миссия

Технические характеристики
Масса

<2000 кг (стартовая), <800 кг (сухая)

Источники питания

Солнечные панели

Io Volcano Observer (IVO) — предложенная автоматическая межпланетная станция для изучения вулканической активности спутника Юпитера Ио и процессов приливного нагрева. Миссия разрабатывается НАСА совместно с Лабораторией прикладной физики и Аризонским университетом. Основная цель — исследование механизмов генерации, транспорта и эволюции тепловой энергии на Ио, что поможет понять аналогичные процессы на других телах Солнечной системы, включая Европу, Ганимед и Энцелад[1][2].

История проекта[править]

Идея миссии впервые предложена в рамках программы «Новые рубежи» в 2013–2022 годах. IVO трижды подавалась в программу «Дискавери» (2010, 2015, 2019). В 2020 году проект вошёл в финальный этап отбора, но в 2021 году предпочтение было отдано миссиям DAVINCI+ и VERITAS к Венере[3][4].

Конструкция и научные инструменты[править]

Аппарат оснащён инструментами, адаптированными с других миссий[5][6]:

  • Узкоугольная камера (NAC) — съёмка в 12 спектральных диапазонах (350–1050 нм), создана на базе камеры аппарата Europa Clipper.
  • Тепловой картограф (TMAP) — анализ теплового излучения и состава силикатов, заимствован у миссии BepiColombo.
  • Двойной магнитометр (DMAG) — измерение магнитного поля с точностью 0,01 нТ.
  • Масс-спектрометр ионов и нейтралов (INMS) — изучение состава плазмы, разработан для миссии JUICE.

Научные цели[править]

Актуальность задачи[править]

Текущая гиперактивная геология Ио представляет значительный научный интерес сама по себе, но миссия IVO (Io Volcano Observer) стремится понять фундаментальные процессы, имеющие значение далеко за пределами этого необычного спутника. Продолжаются споры о том, где именно в Ио вырабатывается приливное тепло: некоторые наблюдения указывают, что оно сосредоточено в верхних слоях мантии, в то время как другие предполагают, что нагрев распределён более равномерно. Также остаётся неясным, насколько нагрев обусловлен деформацией твёрдой породы по сравнению с движением жидкой магмы[6].

Существуют доказательства того, что под замёрзшей корой Ио может находиться глобальный слой расплава (иногда называемый магматическим океаном), но в то же время есть причины считать, что такой слой не может сохраняться долго. IVO использует четыре независимых эксперимента, чтобы определить, существует ли магматический океан, и если да, то измерить его основные свойства. Считается, что магматические океаны были распространены на ранних этапах формирования тел внутренней части Солнечной системы, поэтому миссия IVO может исследовать ключевой процесс, который прекратился около 4 миллиардов лет назад во всей остальной части нашей системы. Возможно, некоторые из выводов, сделанных об этих океанах, также могут быть применимы к водяным океанам внутри спутников-ледяных миров, нагреваемых приливами во внешней Солнечной системе. Например, способ, которым Ио теряет своё внутреннее тепло, сильно отличается от механизмов отвода тепла на Земле и других каменистых планетах. Ио, по-видимому, теряет почти всё своё тепло через процесс "тепловых труб", заключающийся в вулканических извержениях, покрывающих около 1% поверхности спутника. На Земле тектоника плит перераспределяет большие участки холодной океанической коры в более тёплую мантию. На Луне и Марсе основная часть тепла теряется путём теплопроводности через кору. Изучая, как холодные 99% коры Ио участвуют в процессе тепловых труб, IVO может пролить свет на то, как работали ранняя Земля, Луна и Марс[7].

Предложенная стратегия[править]

Следуя за теплом за пределами Ио, IVO также изучает влияние приливов на орбиту Ио и вулканическое загрязнение, распространяющееся по системе Юпитера. Ио, Европа и Ганимед связаны между собой в своей приливной эволюции благодаря резонансу Лапласа, поэтому система может быть полностью понята только при изучении всех трёх спутников вместе. IVO, наряду с исследовательскими миссиями Europa Clipper и JUICE, займётся именно этим. Ежесекундно с Ио срываются тонны вулканических газов, которые затем распространяются мощным магнитным полем Юпитера. IVO пролетит сквозь эти материалы, предоставляя новую информацию о том, как именно эти вещества удаляются и куда они попадают. Это станет первым шагом к пониманию того, как изменился химический состав Ио со времени его формирования, а также может дать полезные подсказки о том, как эволюционировали атмосферы других тел. В целом, миссия IVO намерена использовать Ио в качестве естественной лаборатории планетарного масштаба для лучшего понимания процессов, важных не только для Солнечной системы, но и для экзопланет[8].

Задачи миссии к исполнению[править]

Основные задачи миссии включают следующий главные направления[9]:

  • Определение распределения расплавов в мантии Ио.
  • Изучение структуры литосферы.
  • Анализ механизмов потери тепла.
  • Измерение орбитальной эволюции спутника.
  • Оценка скорости потери летучих веществ.

Планируемая миссия[править]

Запуск предполагается в январе 2029 года. Используя гравитационные манёвры у Марса и Земли, аппарат достигнет Юпитера к августу 2033 года. В течение 47 месяцев IVO совершит 10 сближений с Ио, изучая его вулканы, магнитное поле и состав атмосферы. Минимальное расстояние до поверхности — 200–500 км[7].

Поверхность Ио, снятая аппаратом «Галилео»

Значение для науки[править]

Изучение Ио позволит[9]:

См. также[править]

  • Europa Clipper — предстоящая миссия к Европе.
  • JUICE — миссия ЕКА к спутникам Юпитера.

Примечания[править]

  1. ↑ Green, James Planetary Science Update and Lunar Science Plans. Goddard Space Flight Center. NASA (March 12, 2008). Архивировано из первоисточника 31 января 2017. Проверено 8 февраля 2010.
  2. ↑ James L., Green Planetary Science Division Update. NASA (June 23, 2008). Архивировано из первоисточника 21 сентября 2008. Проверено 10 ноября 2009.
  3. ↑ Vision and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013-2022. Space Studies Board, National Research Council (2011).
  4. ↑ NASA Selects Four Possible Missions to Study the Secrets of the Solar System (февраль 2020 года).
  5. ↑ McEwen, A. S. (2021). "The Io Volcano Observer (IVO)" in Lunar and Planetary Science Conference.. Abstract #1352. 
  6. ↑ 6,0 6,1 NASA (2 June 2021). NASA Selects 2 Missions to Study 'Lost Habitable' World of Venus. Пресс-релиз.
  7. ↑ 7,0 7,1 McEwen, A. (2015). "The Io Volcano Observer (IVO) for Discovery 2015" in LPSC XLVI.. Abstract #1627. 
  8. ↑ McEwen, A. (2010). "Science Rationale for an Io Volcano Observer (IVO) Mission" in LPSC XLI.. Abstract #1433. 
  9. ↑ 9,0 9,1 "Follow the Heat: Io Volcano Observer". AS McEwen, E Turtle, L Kestay, K Khurana, J Westlake, etal. EPSC Abstracts Vol. 13, EPSC-DPS2019-996-1, 2019 EPSC-DPS Joint Meeting 2019.

Литература[править]

  • McEwen, A. S. et al. «The Io Volcano Observer (IVO)». Lunar and Planetary Science Conference, 2021.
  • Lopes, R. M. C. «Volcanism on Io: A Comparison with Earth». Cambridge University Press, 2007.
  • Spencer, J. R. «Io’s Thermal Emission from the Galileo Photopolarimeter-Radiometer». Journal of Geophysical Research, 2002.

Ссылки[править]

Официальный сайт миссии IVOШаблон:Программа «Дискавери»


Руниверсалис

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Руниверсалис» («Руни», руни.рф) под названием «Io Volcano Observer», расположенная по адресу:

—«https://руни.рф/index.php/Io_Volcano_Observer»

Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC BY-SA.

Всем участникам Руниверсалиса предлагается прочитать «Обращение к участникам Руниверсалиса» основателя Циклопедии и «Почему Циклопедия?».

Источник — http://cyclowiki.org/w/index.php?title=Io_Volcano_Observer&oldid=2307206