Prossime missioni per l'esplorazione di Europa

Apro questo topic in quanto stiamo entrando in una fase calda per quanto riguarda i piani di esplorazione di Europa. Il progresso di Europa Clipper è stato molto marcato. Molti strumenti e l’antenna principale sono stati testati. E’ probabile che l’anno prossimo ci sarà l’inizio dei lavori sulla sonda vera e propria. Il congresso ha mostrato un ampio supporto bi-partisan per quanto riguarda l’esplorazione di Europa. Negli ultimi 3 anni, i fondi dedicati sono stati consistenti (e sembra che un altro mezzo miliardo arriverà per FY2020). Inoltre il Congresso supporta anche l’Europa Lander. Dal nome si capisce che si tratti di un lander che andrà ad atterrare su Europa e ne analizzerà la superficie. Sempre in questi ultimi 3 anni il Lander ha cifre importanti che hanno permesso di condurre studi accurati da parte del JPL.

Entrambe le sonde verranno costruite dal JPL (Jet Propulsion Laboratory). Per quanto concerne il lancio, si mira al 2023 per Europa Clipper e 2025 per Europa Lander.
Un altro punto importante è il come far arrivare queste sonde su Giove. Giove è un pianeta molto più difficile da raggiungere rispetto a Marte. Le performance richieste sono elevate. Specie quando si parla delle masse in considerazione. Europa Clipper con un peso di poco superiore ai 6000 kg è la sonda interplanetaria più grande mai costruita (circa 300 kg più pesante di Cassini-Huygens). Questo valore verrà poi quasi ridicolizzato dalla massa di Europa Lander. Si parla di 16000 kg. Più pesante del LEM delle missioni Apollo.



(Europa Clipper e Europa Lander rispettivamente. Immagini credit NASA/JPL)

Entrambe le sonde hanno il compito di studiare il pianeta nella maniera più completa e dettagliata possibile. Lo scopo ultimo è cercare di capire se Europa abbia condizioni adatte a ospitare la vita, o meglio ancora, confermare la presenza di vita su Europa. Sarebbe certamente una scoperta epocale.
Europa Clipper per ora essendo la prima sonda ad essere spedita ha L’attenzione maggiore. E quindi bisogna affrontare l’argomento riguardo quale vettore usare. Il Congresso vuole che venga usato SLS per entrambe le sonde. Tuttavia la Casa Bianca propone l’uso di lanciatori commerciali. L’OIG ha fatto un rapporto a riguardo i costi di lancio.
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Come si può osservare SLS è più costoso sia del Delta 4 Heavy che del Falcon Heavy. Tuttavia straccia entrambi sulla tempistica. Le traiettorie proposte per la missione sono 3. Nelle immagini si può vedere come l’uso di Falcon Heavy (a perdere) e Delta 4 Heavy immette EC in una classica VEEGA (Venus Earth Earth Gravity Assist). Tempo di volo è di 6.6 anni. Il Falcon Heavy essendo più potente del D4H permette di portare la sonda in una traiettoria più veloce usando solo una fionda gravitazionale della Terra e l’utilizzo al lancio di uno stadio solido aggiuntivo. Lo Star48BV. Cosi si scende da 6.6 a 5.9 anni. Un risparmio di circa 8-9 mesi. La terza opzione, quella che per ora verrà usata, utilizza un SLS Block 1 Cargo. SLS è capace di mandare Europa Clipper direttamente verso Giove. Il tempo di volo viene tagliato di oltre la metà rispetto alla seconda soluzione più veloce. Dalla Terra a Giove in 2.4 anni. Si tratta certamente di un vantaggio. Un vantaggio che però ha un costo come si può notare dalla slide dell’OIG.




(credit NASA/JPL)

Per quanto riguarda Europa Lander la situazione è più incerta al momento in quanto ci sarà da vedere se la missione verrà completamente finanziata. L’unico vettore preso in considerazione per il lancio è SLS Block 1B. La traiettoria userebbe una sola fionda gravitazionale terrestre con un tempo di volo complessivo di circa 5 anni. Dal tardo 2025 al 2030. Vedremo nei prossimi anni come evolve la situazione. Data la massa e le dimensioni della sonda, la missione dipende prettamente da SLS.

Infine siccome il topic riguarda Europa in generale, inviterei anche a discutere di JUICE, la missione di ESA diretta verso Giove. Juice ha da poco completato la sua Critical Design Review (4 Marzo 2019). La sonda che verrà anch’essa costruita a partire da fine anno/inizio prossimo anno.
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(immagine credit ESA)
La missione lancerà a Giugno 2022, a bordo di Ariane 5 ECA. La sonda ha dimensioni considerevoli. Ha una massa di circa 5200 kg. L’arrivo su Giove è previsto ad Ottobre 2029, dopo un volo di 7.5 anni e 3 fionde gravitazionali terrestri sommate a una da Venere e una da Marte. JUICE studierà le lune di Giove per oltre 3 anni, prima di immettersi in orbita attorno a Ganimede per studiarlo in particolare.
@Matteo_TN @EmaDipi @Vespiacic possiamo continuare la discussione qui.
Magari @marcozambi può spostare qui il paio di post che abbiamo fatto a riguardo nella discussione di SLS, cosi teniamo la discussione su EM-1 pulita.

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Se SLS block 1b sarà pronto per il 2023, credo che la scelta piu sensata sia di procedere con SLS (nonostante il costo maggiore). Nel caso di ritardi per il Block 1B, Falcon Heavy con lo star 48 srb sarebbe l’opzione migliore, vero anche che è necessario un minimo di R&D per preparare il team di SpaceX ad utilizzare un kick-stage ( mai usato da SpaceX fino ad ora), oppure un D4H, aggiungendo altri 7 mesi alla già lunga missione di un FH exandable+Star48.

Attenzione. Europa clipper lancia su SLS Block 1. La stessa versione che stanno costruendo adesso. E’ “pronto”. Europa Lander invece per forza di cose dovrà usare SLS Block 1B. Ovvero la versione con lo stadio superiore più potente.

Whops, errore mio…
Comunque in quel caso, sarebbe tutta una questione di $$ e per quanto si voglia far durare la missione di Clipper in totale.

Volentieri. Ho rinominato e taggato il Topic, in futuro potremo correggere alla bisogna.

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si. La base del discorso è quella.

Piccola parenteso OT in quanto si parla di SLS qui. Ma la domanda è legittima. Il rapporto OIG analizza l’eventuale costo dei vettori per il lancio di Europa Clipper. Partiamo dal fatto che un lancio del genere costa sempre di più di un lancio commerciale.
Requisiti più elevati, maggiori precauzione, paperwork extra… si vede benissimo dai contratti USAF. Un FHR costa 130 mln. Un buon 44% in piu del prezzo di listino dichirato di 90 mln. Per Europa Clipper è richiesto l’uso di un FH full ex. Andando dal prezzo di listino (150 mln), il costo per il lancio della missione sarebbe 217 mln. Ma c’e anche altro. Per mandare Europa Clipper su una traiettoria di ~6 anni con un EGA (Earth Gravity Assist), è necessario l’uso di un terzo stadio. In questo caso lo Star48BV. Bisogna pagare per costruire l’adattatore/separatore e l’interfaccia tra 2 hardware che non si conoscono (Space X non ha mai usato kick stage). Il tutto fa lievitare ulteriormente i costi. In sostanza si tratta di un FH, estremamente custom. Da qui il costo molto elevato.
Il Delta 4H è piu costoso del Falcon Heavy, ma in questo caso compensa con il fatto che il DCSS è stato integrato con i kick stage della NGIS anni orsono.

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Solo una piccola modifica. Europa Clipper avrebbe bisogno di Un C3 di circa 31(Km2/S2), se vai sul Nasa Launch capabilty calculator, vedi che D4H ha una capacità di 5.6 ton per quell’ orbita specifica, mentre un FH Expandable ha una capacità di circa 8 tonnellate, qualcuno ha qualche dato sulla massa di Europa?

Poco oltre 6000 kg. Da quel che ho capito, l’orbita su cui verrebbe messa EC per un transit più veloce sarebbe più energeticamente impegnativa di quella di Juno. Per questo verrebbe usato un kick stage, in quanto nessun vettore EELV è in grado di raggiungerla. Per un lancio diretto invece si parla di 80 km2/s2 o poco più (82-83). E solo SLS B1 riesce a portare EC su quella traiettoria. Cmq ho intenzione di aprire un topic a riguardo l’esplorazione di Europa. Potremo continuare la.

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No quello non lo metto. Vedi già il bordello che sta salendo dopo il tuo post :grinning:

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