木星氷衛星探査機

木星氷衛星探査機

木星とその衛星を探査するJIMO宇宙船の想像図
名前	ジモ
ミッションタイプ	木星探査機
オペレーター	米航空宇宙局（NASA）
ミッション期間	キャンセル
宇宙船の特性
メーカー	ノースロップ・グラマン
打ち上げ質量	総重量（完全組み立て時）： 36,375 kg（80,193 ポンド）
乾燥質量	宇宙船モジュール: 16,193 kg (35,699 lb) 原子炉モジュール: 6,182 kg (13,629 lb)
ペイロード質量	1,500 kg (3,300 ポンド)
寸法	完全展開時: 58.4 × 15.7 m (192 × 52 フィート)
力	200 キロワット
ミッション開始
発売日	NET 2015年5月～2016年1月 予定
ロケット	デルタIVヘビー ベースライン（2005）
発射場	ケープカナベラル SLC-37B
木星探査機
軌道投入	2021年4月 予定
軌道離脱	2025年9月 予定
エウロパ探査機
軌道投入	2025年9月 予定
トランスポンダー
帯域幅	10 メガビット/秒
TWTAパワー	4 x 250 ワット
大型戦略科学ミッション 惑星科学部門

木星氷衛星探査機( JIMO ) は、木星の氷衛星を探索するために設計されたNASA の 宇宙船の提案でした。主なターゲットは、液体の水の海に地球外生命体が潜んでいる可能性があるエウロパでした。現在では、氷の表面の下に液体の塩分を含んだ海があると考えられているガニメデとカリストも、この探査機の興味深いターゲットでした。

JIMO の木星衛星への主な航海中、高出力電気推進エンジンまたは NEXIS エンジンのいずれかを介して イオン推進システムによって推進され、小型核分裂炉によって駆動される予定でした。ブレイトン電力変換システムは、原子炉の熱を電気に変換します。従来の太陽光または放射性同位元素熱電発電機(RTG) ベースの電力システムの 1000 倍の電気出力を提供する原子炉は、本格的な氷貫通レーダーシステムを飛ばしたり、強力で高帯域幅のデータ送信機を提供したりといった可能性を切り開くことが期待されていました。

電気推進（8基のイオンエンジンとさまざまなサイズのホールスラスタ）を使用すると、木星の衛星の周回軌道に出入りすることが可能になり、操縦用の燃料が限られているため短いフライバイ操縦を行わなければならない現在の宇宙船よりも徹底した観測とマッピングのウィンドウが作成されます。

設計では、原子炉を宇宙船の先端に、敏感な宇宙船の機器を保護する強力な放射線シールドの後ろに配置することになっていた。原子炉は探査機が地球の軌道から十分に離れた後にのみ起動されるため、軌道上に打ち上げられる放射性核種の量は最小限に抑えられる。この構成は、太陽系外への以前のミッションで使用されたRTGよりもリスクが低いと考えられている。^{[なぜ? ]}

エウロパ着陸ミッションでは、小型の原子力エウロパ着陸機をJIMOに搭載することを提案した。着陸機は周回機とともに移動し、地球との通信中継機としても機能する。^[1]着陸機はエウロパの氷殻の内側と下に水が存在するかどうかを確認し、その特性を判断することで、エウロパの居住可能性を調査し、宇宙生物学的な可能性を評価する。 ^[2]

ノースロップ・グラマンは、2004年9月20日にロッキード・マーティンとボーイングIDSを抑えて、4億ドルの予備設計契約を受注した。契約は2008年まで続く予定だった。建造と個々の機器を対象とする別の契約は、後日締結される予定だった。

• 低軌道での総質量: 36,375 kg
• キセノン燃料の質量: 12,000 kg
• 原子炉モジュール質量: 6,182 kg (出力200 kWe)
• 宇宙船モジュール乾燥質量: 16,193 kg
• 科学搭載重量: 1,500 kg
• 電動ターボ発電機：複数 104 kW (440 V AC)
• 展開式ラジエーター: 422 m ²表面積
• 電動ヘラクレスイオンスラスタ：複数の30kW高効率、比推力7,000s（69kN·s/kg）
• ホールスラスタ：高出力、高推力
• 通信リンク: 10 Mbit/s (4×250 ワット TWTA)
• 展開サイズ：長さ58.4m×幅15.7m
• 収納サイズ：長さ19.7m×幅4.57m
• ミッション設計寿命: 20年
• 発売日: 2017年
• 打ち上げロケット:デルタIVヘビー
• 費用：打ち上げ費を除いて160億ドル^[3]

JIMOミッションには、200kWeの小型核分裂発電システムから電力を供給する原子力電気推進システムを含めることが提案された。原子力推進プログラムは、2003年から2005年にかけて、エネルギー省の海軍原子炉部門によって実施された。^[4]

提案されたシステム設計は、ガス冷却炉とブレイトン電力変換を組み合わせて、ピーク出力200キロワットの電力を生成するというものであった。^[4]

2 つの転送ステージと探査機を組み立てるために、2015 年 5 月に LEO に向けて 3 回の打ち上げが計画されました。転送ステージは、2015 年 10 月下旬から 2016 年 1 月中旬までの打ち上げ期間中に探査機を木星への軌道に乗せて打ち上げるように設計されました。

飛行の最初の1か月間は、探査機の主要構造物の展開、原子炉の起動、スラスターのテストが行​​われる予定だった。惑星間飛行は2021年4月まで続く予定だった（イオンエンジンは飛行時間の3分の2は稼働する予定だった）。

探査機が木星の影響領域に入ると、ナビゲーションはより複雑かつ困難になります。探査機は、軌道に入るために重力アシスト操作を使用する必要があります。

探査機はカリストとガニメデをそれぞれ3か月間調査し、最後にエウロパを1か月間調査する予定だった（軌道条件が良好であれば イオの調査も計画されていた）。

2025年9月のミッション終了時には、探査機はエウロパの周りの安定した軌道上に停泊しているはずだった。

NASAの優先順位が有人宇宙ミッションにシフトしたため、プロジェクトは 2005 年に資金を失い、JIMO ミッションは事実上キャンセルされました。他の問題の中でも、提案された核技術は野心的すぎると判断され、複数回の打ち上げと軌道上組み立てミッションのアーキテクチャも同様でした。^[5] JIMO のジェット推進研究所のエンジニアは、2005 年の春から夏にかけて解雇または異動になりました。^[要出典]

予算変更の結果、NASA は^{[いつ？ ]代わりに、原子炉と排熱システムをテストするために、}地球に近いターゲットへの実証ミッションを検討しています。宇宙船も、おそらく元の大きさよりも縮小されるでしょう。^{[引用が必要]}

キャンセルされた時点では、JIMOミッションは計画の初期段階にあり、打ち上げは2017年より前には予定されていなかった。これは、核分裂を宇宙船の推進手段として開発するプログラムであるNASAのプロジェクト・プロメテウスの最初の提案ミッションとなるはずだった。

JIMOの後、NASAとESAは木星の衛星への共同ミッションであるエウロパ木星系ミッションを計画した。このミッションも2011年に中止された。

ESAはその後もその設計に別々に取り組み続け、2012年5月2日に他の2つのESAミッションよりも木星氷衛星探査（JUICE）ミッションに資金提供を決定した。JUICEミッションは木星の衛星エウロパ、カリスト、ガニメデを調査するもので、2023年4月14日にアリアン5ロケットでESA Lクラスミッションとして打ち上げられた。

2010年代後半、エウロパ・クリッパーがNASAのエウロパへの主なミッションとなったが、大きな違いは、太陽光発電で周回するのではなく、エウロパに複数回接近飛行することであった。もう一つの類似したミッションは、エウロパ・クリッパーを補完するNASAの宇宙生物学ミッションであるエウロパ・ランダーである。エウロパ・クリッパーは2024年に打ち上げられ、エウロパ・ランダーは2027年に打ち上げられる予定である。^{[6] [7]}

• エウロパ着陸機 (NASA) (エウロパ クリッパーの後継として独立して打ち上げられた着陸機)
• 木星氷衛星探査機（後にESAが計画した木星系探査機）

ウィキメディア・コモンズには、 JIMOに関連するメディアがあります。

• プロメテウス計画最終報告書（2005年）
• NASA の Project Prometheus ウェブページ