¿Habría sido posible diseñar Cassini para que pudiera convertirse en un dirigible no rígido a medida que descendía a la atmósfera de Saturno, que posiblemente podría haber extendido su misión por años, si no décadas?

Dirigibles robóticos para la exploración de cuerpos planetarios con una atmósfera: desafíos de autonomía

La atmósfera de los titanes es 98.4% de nitrógeno, por lo que funciona un dirigible lleno de hidrógeno.

Con una gravedad superficial del 13.8% de la Tierra y una presión 1.45 veces mayor, un dirigible es bastante capaz.

En Saturno las cosas son diferentes. 96.3% de hidrógeno molecular, un globo de hidrógeno no flotaría. ¡La gravedad superficial es 6.5% más alta que la Tierra!

A una profundidad en la atmósfera donde las temperaturas son de 100 K a 160 K y las presiones oscilan entre 0,5 bar y 2,5 bar (justo por encima de las nubes de amoníaco congelado) podría ser posible un globo de aire caliente.

Aquí usaríamos una fuente de calor RTG para alimentar los motores de los ventiladores y el calor residual de eso como fuente de calor para mantener la flotabilidad.

https://trs.jpl.nasa.gov/bitstre…

https://www.festo.com/rep/en_cor…

11ª Conferencia de Tecnología, Integración y Operaciones de Aviación de AIAA (ATIO)

STP 1 bar, 293,2 K, 22,4 litros por mol.

N2 con 28 g / mol pesa 1250 g / m3 en STP

H2 con 2 g / mol pesa 89.3 g / m3 a STP

A 600 K y 1 bar 43,6 g / m3

A 100 K y 1 bar 261.8 g / m3

Elevación 218.2 g de elevación por m3.

Nave espacial de 2150 kg

9,853.3 m3

Esfera de 26,6 m de diámetro.

La misma forma que un LMH-1 de 49.1 m de largo.

Podría elevar esto estáticamente a 1.065 bar y volar dinámicamente a 0.85 bar y con elevación negativa 1.34 bar sin cambio de temperatura.

Respuesta corta, no.

Respuesta más larga: ¿Dónde habría puesto la bolsa de gas, el gas de elevación y todos los demás equipos que necesitaría para un dirigible en una nave espacial de 22 pies (6,7 metros) de alto por 13,1 pies (4 metros) de ancho?

Y eso es antes de hablar sobre la atmósfera corrosiva y la presión atmosférica aplastante.

CORRECCIÓN : Como han señalado otras respuestas, la atmósfera de Saturno es principalmente helio e hidrógeno. Entonces, no es corrosivo, como dije, pero es casi imposible flotar, porque no hay gases más livianos que el hidrógeno y el helio. ¡Lo siento por el error!

Absolutamente imposible. Los dirigibles son más ligeros que los vehículos aéreos. Ellos flotan Le pregunto cómo podría estabilizar un vehículo flotante sacudido por las furiosas tormentas sobre Saturno que se mueven a velocidades de hasta 500 MPH. A pesar del increíble costo de obtener una nave espacial en las cercanías, controlar un dirigible no rígido es una atmósfera tan increíble que solo podría ser posible en la imaginación.

El escenario que describió es factible, pero si quisiéramos extender la misión de Cassini por años, si no por décadas, simplemente podemos colocar a Cassini en órbita alrededor de Saturno. Colocarlo como una forma de dirigible convertible en la atmósfera de Saturno, además de ser bastante costoso, aumentaría el peso de la sonda (y en una sonda de ese tamaño, cada pedacito de masa importa), sirvió de poco y hizo poco. ya no podía hacerlo desde la órbita. Una misión como la que describió requeriría un diseño completamente diferente para la sonda resultante, y es simplemente más práctico construir una sonda diferente y lanzarla en una misión diferente en ese caso. La razón principal por la que la NASA terminó hundiendo a Cassini en Saturno fue para evitar cualquier contaminación de los posibles satélites portadores de vida alrededor de Saturno con la vida de la Tierra en la sonda.

Dado que la atmósfera de Saturno es hidrógeno y helio, requeriría un globo de vacío. Esta es una cámara de vacío diseñada para que la masa de hidrógeno desplazado sea mayor que la masa del globo y la carga útil. Tendría que ser lo suficientemente fuerte como para soportar las tensiones del lanzamiento y el viaje. Tendría que ser resistente a los micrometeoros en tránsito hacia Saturno. y tendría que ser lo suficientemente fuerte como para lidiar con la gravedad de Saturno y las fuerzas de marea de sus lunas. La cantidad de material que se necesita para aumentar la resistencia a este nivel significa que la cámara de vacío tiene que ser más grande, lo que requiere más material.

Dudo que estos requisitos se puedan conciliar con la tecnología actual.

No Saturno es principalmente hidrógeno y helio, así que, literalmente, nada en el universo flotaría en eso, excepto el hidrógeno más caliente. Y el globo para izar Cassini (ella no era ligera) en una atmósfera principalmente de hidrógeno o helio sería inmenso.

Hubiera sido posible. De hecho, algunas propuestas para futuras sondas a los gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno incluyen dirigibles llenos de gas que podrían flotar en la atmósfera durante largos períodos de tiempo recopilando información científica. Por supuesto, esos dirigibles tendrían que hacerse de manera sólida porque la velocidad del viento en ambos planetas puede alcanzar muchos cientos de millas por hora.

Se podría haber hecho mucho más si hubiera más dinero disponible.

El Congreso y el público estadounidense prefirieron gastar el dinero en armas y en recortes de impuestos para los ricos.