¿Es posible construir una nave espacial madre que orbite a Júpiter y despliegue un rover cada uno en Ganímedes, Calisto y Europa?

Ciertamente es posible. Hay varias naves espaciales que se han dividido en orbitadores y aterrizadores, naves espaciales como las Apolo, las Vikingas, Galileo, Cassini-Huygens y Rosetta-Philae.

Pero hay algunas dificultades para hacerlo. Las grandes lunas de Júpiter orbitan muy rápido. También tienen velocidades de escape considerables.

  • Io: 17.334 km / s, 2.558 km / s
  • Europa: 13.740 km / s, 2.025 km / s
  • Ganímedes: 10.880 km / s, 2.742 km / s
  • Calisto: 8.204 km / s, 2.440 km / s

(números de Wikipedia)

Velocidad en la superficie = sqrt ((velocidad a largas distancias) ^ 2 + (velocidad de escape) ^ 2)

Una nave espacial que llegue al sistema joviano viajará aún más rápido. En cada punto, estará cerca de la velocidad de escape en ese punto. Eso es sqrt (2) ~ 1.414 * la velocidad de la órbita circular en ese punto. Entonces, el mejor caso para Callisto sería 3.34 km / s a ​​largas distancias o 4.18 km / s en su superficie. Los otros galileos son aún peores.

Si uno usa cohetes químicos, tiene un problema grave: sus velocidades de escape no son muy altas en comparación. Los mejores que tenemos queman H2 y O2, y pueden alcanzar hasta 4.5 km / s. Pero esos son combustibles criogénicos, y los no criogénicos pueden alcanzar hasta unos 3 km / s. Entonces uno necesitará mucho combustible para cohetes para aterrizar en las lunas de Júpiter. Si uno quiere un aterrizaje suave, por supuesto.

Es posible obtener velocidades de escape mucho mayores con motores de cohetes eléctricos como los motores de iones, velocidades como los 30 km / s de la nave espacial Dawn. Pero su empuje es muy bajo, y a menudo tienen que correr durante gran parte del tiempo de la misión.

Entonces uno podría usar un motor eléctrico para entrar en órbita alrededor de Júpiter, y luego alrededor de sus lunas, y cohetes químicos para llevar a los rovers el último tramo del camino, a las superficies de las lunas.

Si los motores eléctricos requieren una gran central eléctrica, entonces la nave nodriza podría tenerla en lugar de sus rovers. Orbitaría primero a Júpiter, luego a las grandes lunas del planeta, una por una, y dejaría rovers a medida que avanza. Eso es más o menos lo que hizo la nave espacial Dawn, entrar en órbita alrededor de Vesta y luego alrededor de Ceres.

Nada sobre los volcanes de Io descarta un módulo de aterrizaje allí. El primer planeta en el que aterrizamos fue Venus, con su temperatura de superficie de 400 ° C y lluvia de ácido sulfúrico. Io es un paseo por el parque en comparación con Venus.

La dificultad para aterrizar en las lunas jovianas es la falta de una atmósfera para la aerocaptura. Cada uno de los aterrizadores tendría que arrojar varios kilómetros por segundo de velocidad relativa a tierra suave. El mejor escenario para Io es de casi 10 km / s, e incluso Callisto, el más fácil de alcanzar, necesita más de 6 km / s. Y de nuevo, estas son las cifras del mejor de los casos.

Seguro. La forma en que esto podría funcionar es hacer que la nave madre orbita fuera de la órbita de Callisto y desplegar cada uno de los rovers para “caer” en cada luna. La gravedad de Júpiter lo complacería gustosamente.

El problema es que esta es una forma increíblemente compleja de hacer las cosas. Si la nave madre falla por alguna razón, todos los rovers se pierden. Y la nave madre no está orbitando ninguna de las lunas, por lo que los rovers no tendrán una nave en órbita estrecha con la cual comunicarse.

La única ventaja que tiene este método es que es potencialmente más liviano que enviar tres orbitadores y tres aterrizadores. Pero esa ventaja probablemente sea superada por la complejidad de esta propuesta.

Si. Si podemos hacer esto, entonces su tarea es factible, aunque no de la misma manera. Las tres lunas galileanas que mencionas tienen atmósferas muy delgadas, por lo que el vehículo tendría que reducir la velocidad utilizando cohetes, ya que el paracaídas tendría poca utilidad.
Todo se reduce al dinero y a la cantidad de impuestos que la gente quiere pagar. Si el mundo dejara de gastar dinero en iglesias, mezquitas, templos y militares, entonces podríamos comenzar ahora.

¿Cuánto dinero tiene usted?

Si $ 0, entonces no.

Sería una misión más grande que cualquiera que haya intentado hasta ahora, pero debería ser posible.

Pero un módulo de aterrizaje para buscar un posible océano en Europa probablemente sería mejor, si el dinero estuviera alguna vez disponible.

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