이오 화산 관측소

Io Volcano Observer
이오 화산 관측소
미션 타입과학
교환입니다.NASA/응용물리학연구소/애리조나 대학교
COSPAR ID Edit this at Wikidata
웹 사이트https://ivo.lpl.arizona.edu/
미션 기간목성으로의 5년간의 통과 47개월간의 목성에서의 주요 임무
우주선 속성
제조원응용물리학연구소
발사 질량2000kg 미만
건조 질량800kg 미만
임무 개시
발매일2029년 1월 (제안)[1]
로켓팔콘 9, 벌컨, 뉴 글렌
발사장소케이프 커내버럴
목성 궤도선
궤도10
플라이바이 오브 이오
← Psyche

IVO(Io Volcano Observer)는 목성의 달 Io를 탐사하여 조석열을 기본적인 행성 [1]과정으로 이해하기 위한 저비용 외부 행성 미션입니다.주요 과학적 목표는 (A) Io 내부에서 조열이 어떻게 어디서 발생하는지, (B) 어떻게 조열이 지표로 운반되는지, (C) Io가 어떻게 진화하는지를 이해하는 것이다.이러한 결과는 유로파와 가니메데의 열 역사에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 타이탄과 엔셀라두스와 같은 조류가 가열된 다른 세계에 대한 통찰력을 제공할 것으로 예상된다.IVO 데이터는 또한 마그마 바다에 대한 우리의 이해를 향상시켜 지구와 달의 초기 진화에 도움을 줄 수 있다.

IVO는 2013-2022년 미국 국립 연구 위원회 행성 과학 데카달 [2]서베이에서 New Frontiers 프로그램에 제안된 Io Orbiter 개념과 유사합니다.이 임무는 2010년, 2015년,[3][4][5] 2019년에 애리조나 대학과 존스 홉킨스 대학의 응용 물리학 연구소에 의해 NASA의 디스커버리 프로그램에 제안되었다.IVO는 또한 2007년 NASA의 디스커버리 & 스카우트 미션 능력 확장(DSMCE)에 제안되어 2009년 [6][7]개념 연구를 수상했습니다.

2020년에 IVO는 추가 연구를 위해 3개의 다른 Discovery 제안서와 함께 선정되었으며,[8] 1개 또는 2개가 비행 대상으로 선정될 것으로 예상됩니다.모든 경우에 있어서 수석 조사관은 알프레드 맥유웬이었다.그러나 IVO와 Trident는 디스커버리 15와 16 선발 단계에서 둘 다 금성 [9]미션인 DAVINCI+와 VERITAS에 유리하게 넘어갔다.

미션 프로파일

보이저 1호의 목성, 이오, 유로파

제안된 기본 발사는 화성과 지구의 중력 보조 장치를 사용하여 2033년 [1]8월에 목성에 도달할 수 있도록 MEGA 궤적을 허락할 것이다.이오 화산 관측자는 Io의 통과에 이어 목성 궤도 삽입 연소를 실행하여 목성 주위의 경사 궤도로 진입할 것입니다.주 임무의 나머지 기간 동안 IVO는 4년 동안 Io를 9번 만나게 됩니다.이 두 번의 만남이 있을 때마다 우주선은 북극권 상공에서 이오에 접근해 고도 200~500km의 적도 부근에서 이오에 가장 근접한 후 이오를 남극권 [1]상공으로 떠난다.Io의 유도 자기장, 진동 진폭 및 중력장에 대한 가장 명확한 관측치를 얻기 위해 가장 가까운 접근 시간과 위치를 신중하게 최적화한다.분출하는 화산은 용암 조성을 가장 잘 억제하기 위해 햇빛과 어둠 속에서 관찰될 것이다.Io에서 방출되는 열의 분포는 갈릴레오 우주선이 볼 수 없었던 극지점에서 측정될 것이다.IVO는 Io 주변의 플라즈마와 가스의 이온화 분자와 중성 분자의 복잡한 혼합도 시료화한다.이 우주선은 다양한 종류의 연장 임무를 수행할 수 있는 충분한 여유를 가지고 1차 임무에서 살아남도록 설계되어 있다.

현황

IVO(Io Volcano Observer)는 2019년 7월 NASA 디스커버리 프로그램에 세 번째로 제안되었고 2020년 [1][5][8]2월 추가 연구를 위해 선정되었다.

과학

목성의 달 이오

현재의 Io의 초활동 지질학 자체는 과학적으로 큰 관심을 가지고 있지만 IVO는 이 매우 특이한 달을 훨씬 넘어서는 의미를 갖는 근본적인 과정을 이해하려고 합니다.Io에서 할 다양한 과학을 이어주는 주제는 "더위를 따라라"입니다.

Io 내에서 조류가 어디에서 생성되는지 논란이 계속되고 있으며, 일부 관측 결과들은 Io가 주로 얕은 맨틀에 있는 반면, 다른 관측 결과들은 가열이 광범위하게 분포되어 있다는 것을 시사한다.고체 암석의 변형과 액체 마그마의 밀어내기로 인한 열량이 어느 정도인지도 불분명하다.

Io의 얼어붙은 지각 아래에 전지구적인 녹는 층이 있다는 증거가 있지만, 그러한 녹은 층이 지속될 수 없는 이유 또한 있다.IVO는 마그마 바다가 존재하는지 여부를 판단하기 위해 4개의 독립적인 실험을 사용하고 만약 존재한다면, 마그마 바다는 기본적인 특성을 측정합니다.마그마 바다는 내태양계 대부분의 초기 역사에서 흔한 것으로 생각되기 때문에 IVO는 우리 태양계의 다른 모든 곳에서 약 40억 년 전에 죽은 중요한 과정을 조사할 기회를 가질 수 있을 것이다.또한 마그마 바다에 대해 배운 교훈 중 일부는 태양계 바깥의 조밀하게 가열된 얼음 달 안에 있는 물 바다에도 적용될 수 있을 것이라고 생각할 수 있다.

예를 들어, Io가 내부 열을 잃는 방법은 지구와 다른 암석 행성들이 이 시기에 열을 잃는 방법과는 매우 다릅니다.이오는 몸 표면의 약 1%를 덮고 있는 화산 폭발을 통한 "히트 파이프" 과정을 통해 거의 모든 열을 잃는 것으로 보인다.지구에서 판구조론은 차가운 해양 지각의 큰 판을 따뜻한 맨틀에 섞는다.달과 화성에서, 현재의 열 손실의 대부분은 지각의 전도에 의해 발생한다.Io 지각의 99%가 어떻게 히트 파이프 구조론에 관여하는지를 조사함으로써 IVO는 초기 지구, 달, 화성이 어떻게 활동했는지를 알 수 있는 창을 가질 수 있을 것이다.

Io의 궤도에 조수가 미치는 영향과 그것이 목성계 전체에 퍼지는 화산 오염을 고려하기 위해 Io 너머의 열을 따라 IVO 과학을 가져오세요.Io, Europa, Ganymede는 라플라스 공명을 통해 조석 진화를 서로 고정시키기 때문에 세 개의 위성을 모두 측정해야만 이 시스템을 잘 이해할 수 있다.IVO, Europa Clipper, JUICE가 정확히 이 작업을 수행할 것입니다.매초 Io에서 제거되는 수 톤의 화산 가스는 목성의 강력한 자기장에 의해 널리 퍼집니다.IVO는 이 재료를 통해 이 재료를 어떻게 제거하고 어디로 이동하는지 새로운 통찰력을 제공합니다.이것은 Io의 화학 작용이 초기 상태에서 어떻게 바뀌었는지 이해하는 첫 번째 단계이며, 다른 물체의 대기가 시간에 따라 어떻게 진화했는지에 대한 유용한 단서를 제공할 수 있다.

전반적으로 IVO는 Io를 태양계 전체에서 중요하고 심지어 외부 행성에 영향을 미치는 과정을 더 잘 이해하기 위해 행성 크기의 자연 실험실로 사용하고자 한다.

과학의 목적

이 제안된 임무의 과학적 목표는 다음과 같습니다.[1]

  • Io 맨틀의 용융 정도 및 분포 파악
  • Io의 암석권 구조 결정
  • Io의 열 손실 위치와 방법을 파악하다
  • Io의 궤도 진화 측정
  • Io에서 발생하는 휘발성 손실의 현재 비율을 확인합니다.

과학적 페이로드

IVO의 고성능 과학 탑재체는 모두 다른 [1]임무를 위해 개발된 기구들에 기초하고 있다.

  • 협각 카메라(NAC): 10μrad/픽셀 CMOS 검출기, 350~1050nm의 12개 대역에서의 푸시룸 컬러 이미징, 영화 및 측지용 전색 프레임 이미지.Europa Clipper의 EIS NAC 카메라에서 파생되었습니다.
  • 서멀매퍼(TMAP): 125μrad/픽셀, 서멀매핑용 9개의 밴드패스 및 규산염 조성.BepiColumbo의 MERTIS 계측기에서 파생되었습니다.
  • DMAG(Dual Fluxgate Magnetometer): 감도가 0.01nT인 2개의 유닛.InSight의 자력계와 관련됩니다.
  • PIMS(Planetary Instrument for Magnetic Sounding): 90도 원추형 시야 2개.Europa Clipper의 PIMS 계측기에서 파생되었습니다.
  • 이온 및 중성 질량 분석계(INMS): 1-1000 amu/q 질량 범위.JUICE의 NIM instrument에서 파생되었습니다.
  • Europa Clipper의 EIS WAC 카메라를 기반으로 한 학생 제작 광각 카메라(WAC)도 A단계 연구에서 고려되고 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g McEwen, A. S. (2021). The Io Volcano Observer (IVO) (PDF). Lunar and Planetary Science Conference. Abstract #1352. Retrieved 9 February 2021.
  2. ^ "Vision and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013-2022". Space Studies Board, National Research Council. 2011.
  3. ^ McEwen, A.; et al. (2010). Science Rationale for an Io Volcano Observer (IVO) Mission (PDF). LPSC XLI. Abstract #1433.
  4. ^ McEwen, A.; et al. (2015). The Io Volcano Observer (IVO) for Discovery 2015 (PDF). LPSC XLVI. Abstract #1627.
  5. ^ a b "열기에 따르세요:이오 화산 관찰자"입니다.AS McEwen, E Turtle, L Kestay, K K Khurana, J Westlake 등EPSC Abstracts Vol. 13, EPSC-DPS2019-996-1, 2019 EPSC-DPS 합동회의 2019.
  6. ^ Green, James (March 12, 2008). "Planetary Science Update and Lunar Science Plans" (PDF). Goddard Space Flight Center. NASA. Retrieved 2010-02-08.
  7. ^ James L., Green (June 23, 2008). "Planetary Science Division Update" (PDF). NASA. Archived from the original (PDF) on September 21, 2008. Retrieved 10 November 2009.
  8. ^ a b "NASA Selects Four Possible Missions to Study the Secrets of the Solar System". NASA. 13 February 2020.
  9. ^ Potter, Sean (2 June 2021). "NASA Selects 2 Missions to Study 'Lost Habitable' World of Venus" (Press release). NASA. Retrieved 2 June 2021.

외부 링크