外惑星への探査ミッション案一覧

外惑星探査計画リストは、ガス惑星への無人または有人探査ミッションの概念研究をまとめたものです。ガス惑星探査計画は通常、研究時点における技術的能力に関する工学的および科学的評価に基づいています。これらの提案は、通常、NASAのような高予算の宇宙機関と関連付けられています。ミッションの概要には、ガス惑星とその衛星を探査することを目的としたフライバイ、着陸機、その他のシステム遭遇などの戦略が含まれる場合があります。実際に打ち上げられたミッションは、外惑星探査計画リストで確認できます。

1969年2月、NASAはエイムズ研究センター（ARC）が管理するパイオニア計画の下で、木星を探査する2つの宇宙船ミッションを承認した。1970年、NASAはカリフォルニア州レドンドビーチのTRW社に宇宙船の製造契約を与えた。NASAは当初、将来のミッションが木星の強烈な放射線帯に耐えられるように、パイオニア宇宙船を開発するようTRW社に指示した。^{[ 1 ]}各宇宙船には、通過中に木星と惑星間空間を近接して研究するための11の機器が搭載されていた。パイオニア10号は、木星、その衛星、磁場、放射線帯を探査することを目的として、 1972年にケープカナベラル発射複合施設36Aから打ち上げられた。 12月3日の最接近時には、木星から82,178マイル（132,253 km）以内を通過し、木星とその衛星に関するデータを収集し、最終的に1974年1月2日までに500枚以上の画像を送信した。^{[ 2 ]}  

1973年、パイオニア11号はパイオニア10号のバックアップとしてケープカナベラル発射台36Bから打ち上げられた。1974年5月までに、ミッションの軌道は木星の重力アシストを取り入れるように調整され、土星に向かうように変更された。1974年12月2日、パイオニア11号は木星に接近し、惑星の南極の下を通過した後、北極を通って土星に向かって推進された。1979年9月1日、パイオニア11号は土星の雲頂から13,000マイル（21,000km ）以内を通過した。  

1977年8月、ボイジャー2号はケープカナベラル宇宙軍基地から打ち上げられ、175年に一度の珍しい惑星配列の際に木星、土星、天王星、海王星を探査した。^{[ 4 ]}翌月、ボイジャー1号が同じ場所から打ち上げられた。

1979年3月、ボイジャー1号は木星に接近し、惑星とその衛星の詳細な画像を撮影した。4か月後にはボイジャー2号がフライバイを行った。1980年11月、ボイジャー1号は土星をフライバイし、重力アシストを利用してタイタンを探査した後、黄道面から北へ向かった。^{[ 5 ]}

ボイジャー2号は9か月後の1981年8月に土星フライバイを行い、重力アシストを利用して天王星への軌道を設定した。1986年1月、ボイジャー2号は天王星を訪れた最初の宇宙船となり、10個の新しい衛星、2つの新しい環を発見し、自転軸から55度傾き、惑星の中心からずれた磁場を明らかにした。1989年8月、ボイジャー2号は惑星への最後のフライバイを行い、海王星とその衛星トリトンを通過し、窒素ガスの噴出を含む活発な地質を明らかにした。海王星の重力アシストにより、ボイジャー2号は黄道面の南側を航行した。^{[ 6 ]}

1989年10月、ガリレオ探査機がケネディ宇宙センターの複合施設39Bから打ち上げられた。木星、その衛星、およびその周辺環境を研究するために設計されたガリレオは、外惑星を周回した最初の探査機だった。このミッションには、小惑星951ガスプラと243イダとの遭遇も含まれていた。1995年12月7日、ガリレオ探査機は金星と地球の重力アシストフライバイを経て木星に到達した。^{[ 7 ]}木星の軌道上で8年間過ごした後、ガリレオは潜在的に居住可能な衛星を汚染しないようにするため、 2003年9月21日に木星の大気中で意図的に破壊された。次に木星を訪れた周回探査機はNASAのジュノーで、2016年7月5日に到着した。

1990 年 10 月、ユリシーズ探査機は、ケネディ宇宙センターの39B 複合施設から、あらゆる緯度で太陽を研究するミッションのために打ち上げられました。^{[ 8 ]}これを達成するには、ユリシーズは約 80° の軌道傾斜角を達成する必要があり、そのためには太陽中心速度の大幅な変更が必要でした。この傾斜角の変更に必要なエネルギーは、利用可能などの打ち上げロケットの能力を超えていたため、ミッション計画者は木星の重力アシストを利用しました。1992 年 2 月、ユリシーズは木星に接近し、その重力を利用して軌道を変更し、太陽の周りの高傾斜軌道に投入されました。これにより、探査機は太陽の極域を研究することができました。ミッション中、太陽から遠く離れていたため、ユリシーズは電力供給のために太陽電池パネルに頼ることはできませんでした。代わりに、汎用熱源放射性同位体熱電発電機(RTG) が搭載されていました。^{[ 9 ]}

1997年10月、カッシーニ・ホイヘンス探査機がケープカナベラル宇宙発射複合施設40から打ち上げられた。このミッションは、土星とその環や衛星を含む惑星系を研究するために設計された。フラッグシップ級のロボット探査機は、NASAのカッシーニ周回機とESAのホイヘンス着陸機で構成され、ホイヘンスは土星最大の衛星タイタンに着陸した。^{[ 11 ]}カッシーニは土星を訪れた4番目の宇宙探査機であり、土星の軌道に入った最初の探査機となり、2004年から2017年まで土星で活動した。探査機の土星への旅には、1998年4月と1999年6月の金星、1999年8月の地球、小惑星2685マスルスキー、2000年12月の木星のフライバイが含まれていた。カッシーニは2004年7月1日に土星の軌道に入った。ミッションは2017年9月15日に終了し、カッシーニは意図的に土星の上層大気に送り込まれて燃え尽き、居住可能な環境が存在する可能性のある土星の衛星が汚染されないようにした。^{[ 12 ] [ 13 ]}

2006 年 1 月、ニュー ホライズンズ探査機はケープ カナベラル宇宙発射複合施設 41 から冥王星探査ミッションのために打ち上げられました。目標に向かって加速するために、探査機は地球と太陽の脱出軌道を使用し、約16.26 km/s (10.10 mi/s; 58,500 km/h; 36,400 mph)の速度を達成し、その後、木星の重力アシスト フライバイを実行しました。^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}木星に到達する前に、ニュー ホライズンズは小惑星132524 APLと短時間遭遇しました。ニュー ホライズンズは 2007 年 2 月 28 日に木星に最接近し、距離は230万キロメートル (140万マイル)でした。木星の重力アシストにより探査機の速度が上がり、冥王星への軌道を続けることができました。このフライバイは、ニューホライズンズの科学機器の総合的なテストとしても機能し、木星の大気、衛星、磁気圏に関する貴重なデータをもたらしました。2015年7月14日、協定世界時11時49分、ニューホライズンズは冥王星の表面から12,500 km（7,800マイル）上空を飛行しました^{[ 18 ] [ 19 ]。}当時、冥王星は太陽から34 AUの距離にありました^{[ 20 ]。}        

2011年8月、木星探査ミッションのため、ジュノー探査機がケープカナベラル宇宙軍基地宇宙発射複合施設41から打ち上げられた。ジュノーは木星まで5年間かけて旅をし、 2013年10月に地球の重力アシストを受けた。^{[ 21 ] [ 22 ]}木星に到着すると、探査機は軌道投入噴射を行い、惑星の重力に捕らわれるために速度を落とした。^{[ 23 ]}当初、このミッションは木星を37周した後、2018年2月に終了する予定だった。しかし、木星の衛星ガニメデ、エウロパ、イオへの接近フライバイを含む42周の追加軌道を実行するために、ミッションは2025年まで延長された。^{[ 24 ]}ミッション終了後、ジュノーは軌道から離脱し、木星の外層大気で燃え尽きる予定である^{[ 25 ] [ 26 ]}これは、衛星の生物汚染のリスクを抑制するためである。^{[ 27 ]}

2021年10月、ルーシー探査機はケープカナベラル宇宙軍基地宇宙発射複合施設41から打ち上げられ、2つの小惑星帯と6つの木星トロヤ群を含む8つの異なる小惑星を調査するミッションを開始しました。^{[ 28 ] [ 29 ]}探査機は2022年10月16日に最初の地球重力アシストを実施しました。^{[ 30 ]} 2023年には、ルーシーは小惑星152830ディンキネシュを通過し、^{[ 31 ]} 2024年には地球からの2回目の重力アシストを実施しました。 ^{[ 32 ]} 2025年には、内側の小惑星帯52246ドナルドジョハンソンを通過しました。^{[ 33 ]} 2027年、ルーシーはL4トロヤ群に到達し、3548エウリュバテスとその衛星、15094ポリメレ、11351レウコス、21900オルスの4つのトロヤ群小惑星をフライバイする予定である_。 [ 34 ]これらの遭遇の後、宇宙船^は2031年に地球に戻り、重力アシストを受けてL5トロヤ群に向かう。2033年、ルーシーは二重トロヤ群小惑星617パトロクロスとその衛星メノエティウスをフライバイする予定である。ミッションはパトロクロス-メノエティウスのフライバイで終了すると予想されているが、その時点でルーシーはL4と_L5トロヤ群の間の安定した6年間の軌道にとどまり、ミッション延長の可能性が残されている。

2024年12月現在、木星には2機の宇宙船が向かっています。木星氷衛星探査機（JUICE）とエウロパ・クリッパーです。どちらのミッションも木星とその衛星を研究することを目的としており、JUICEはガニメデ、カリスト、エウロパに焦点を当て、^{[ 35 ]}エウロパ・クリッパーは特にエウロパの居住可能性をターゲットにしています。^{[ 36 ]}

木星探査のために8機の宇宙船が打ち上げられ、さらに2機が重力アシストによるフライバイを完了した。

土星周回軌道に投入された宇宙船が1機あり、その他3機は重力アシストを利用したフライバイを完了した。

ボイジャー2号は、外惑星探査の壮大な旅の中で、天王星を一度だけフライバイした唯一の宇宙探査機である。

ボイジャー2号は、外惑星探査の壮大な旅の中で、海王星を一度だけフライバイした唯一の宇宙探査機である。

準惑星と海王星以遠天体を訪れた宇宙探査機は1機のみである。ニュー・ホライズンズは冥王星とカイパーベルト天体486958アロコスのフライバイを行った。