Uranus Pathfinder

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Près de 25 ans après sa dernière visite par Voyager-2 (1986), Uranus est de nouveau dans le collimateur avec une proposition détaillée d'une sonde orbitale dans le cadre d'une mission de type "M-class" du programme "ESA's Cosmic Vision 2015-2025".
De taille moyenne donc et à priori pas du niveau d'une mission comme Cassini, concernant la partie européenne au moins étant donné qu'une coopération avec la NASA est aussi envisagée.

Uranus Pathfinder, d'origine britannique, émane du Mullard Space Science Laboratory (University College London) dans le Surrey, dirigé par le Dr. Chris Arridge, avec 110-120 scientifiques impliqués dans ce projet soumis à l'ESA en décembre 2010.
Coût estimé à 400 millions de Livres Sterling soit environ 465 millions d'Euros au cours actuel.

Lancement prévisionel vers 2021, pour un long, ... long périple de 15 ans dans le Système Solaire en passant par Vénus & Saturne en guise d'accélérateurs gravitationnels à la manière des précédents orbiteurs de Jupiter & Saturne : Galileo & Cassini.
Les temps changent mais les méthodes persistes. :|

Le nucléaire sera de nouveau utilisé en tant que source d'énergie (vu la distance avec le Soleil) mais probablement et toujours pas encore dans la partie propulsive, ... hélas !

Skymania ---> http://skymania.com/wp/2010/12/mission-planned-to-probe-uranus.html
UCL Mullard Space Science Laboratory ---> http://www.mssl.ucl.ac.uk/planetary/missions/uranus/
ESA - Cosmic Vision 2015-2025 ---> http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=100

Les meilleures images depuis la Terre - Observatoire Keck avec optique adaptative en proche IR (2004)

Crédit: Lawrence Sromovsky, University of Wisconsin-Madison/ W. M. Keck Observatory

Ce projet étant encore un concept de mission, la décision de l'ESA de sélectionner où non sera prise à quelle date ?

La mission devrait être je pense à étudier le système d'anneau d'Uranus car bien particulier, son inclinaison sera étudier pour confirmer certaines théories en cours.

Le département Advanced Studies and Payloads a étudié en juillet 2010 l'envoi vers Vénus, Saturne, Uranus et Neptune d'une sonde de 200 à 300 kg avec une charge effective de 10 kg pour étudier l'atmosphère de ces planètes.

Toutes les informations sont à l'adresse : http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=47569

L'objectif est un envoi vers 2025-2035.

Ce projet doit être présenté au programme Cosmic Vision de l'ESA.

Le document complet est disponible à l'adresse : http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=47682# en bas Link to publication

On apprend qu'avec une Ariane V, il est possible en 13 ans d'aller vers Uranus avec un lancement en 2025, 2026 ou 2029. De plus il est possible de lancer en même temps une deuxième sonde pour Vénus ou Saturne!

Doc a écrit:Ce projet étant encore un concept de mission, la décision de l'ESA de sélectionner où non sera prise à quelle date ?

C'est une excellente question, Doc ;) mais je n'ai pas encore la réponse d'après ce que j'ai pu lire sur le site "Cosmic Vision 2015-2025" de l'ESA.
http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=100
Je pense qu'il faudra attendre le publication de le liste des propositions "M-class" (lancement M3 ? en 2022) dont la date limite de dépôt des candidatures expirait le 3 décembre dernier.
http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=47570

Et tout ceci m'incite à faire le point sur la plan "Cosmic Vision 2015-2025" et à revenir brièvement sur son historique.

En octobre 2007, 6 propositions de "M-class" (medium) et 3 de "L-class" (large) ont été retenues pour entrer dans la Phase 0 (évaluation-faisabilité ou "Assessment Phase") :
- M-class (deux lancements M1 en 2017 et M2 en 2018) ---> Cross-Scale - Marco Polo - PLATO - SPICA - DUNE - SPACE.
- L-class (un 1er lancement L1 en 2020) ---> Laplace - XEUS - TandEM.

M-class : DUNE et SPACE fusionnent en 2008 ===> Euclid
M-class : ajout de la mission Solar Orbiter en nov. 2008 venant du plan "Horizon 2000 Plus"
M-class (Phase 0) en résumé ---> Cross-Scale - Marco Polo - PLATO - SPICA - Euclid - Solar Orbiter.

L-class : XEUS fusionne en juillet 2008 avec Constellation-X, un projet de la NASA ===> IXO
L-class : ajout de la mission LISA en nov. 2008 venant du plan "Horizon 2000 Plus"
L-class : décision en fév. 2009 de ne retenir que la mission EJSM/Laplace (Europe-Jupiter) à la défaveur de TandEM/TSSM (Titan-Europe/Saturne)
L-class (Phase 0 & Phase 1 ?) en résumé ---> EJSM/Laplace - IXO/XEUS - LISA.
http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=42369

En février 2010, sélections de trois projets pour la "Definition Phase" :
M-class (Phase 1) ---> Cross-Scale - Marco Polo - PLATO - SPICA - Euclid - Solar Orbiter.
En novembre 2011, deux missions seront retenues au final pour les lancements M1 en 2017 et M2 en 2018.
NB : SPICA n'est pas totalement abandonné pour autant, car l'ESA se réserve encore une participation dans ce projet de la JAXA.
http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=46553
http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=42370

Pour en revenir aux propositions "M-class" (lancement M3 ? en 2022) dont Uranus Pathfinder fait partie, il doit sagir du second cycle du plan "Cosmic Vision 2015-2025 - M-class" dont le premier doit correspondre aux deux lancements M1 de 2017 et M2 de 2018 ...

Voir aussi le fil ---> Les missions candidates pour la "Cosmic Vision 2015-2025" :
https://astronautique.actifforum.com/t3565p45-les-missions-candidates-pour-la-cosmic-vision-2015-2025#226436
...

Gasgano a écrit:à priori pas du niveau d'une mission comme Cassini, concernant la partie européenne au moins étant donné qu'une coopération avec la NASA est aussi envisagée.

Des missions comme Cassini, on en verra plus : trop lourd, trop complexe à mettre en oeuvre.
Des coopérations avec la NASA, on voit que ça... On peut pas faire un programme construit par nous, financé par nous ? Les japonais y arrivent bien, eux.

cosmos99 a écrit:
Des missions comme Cassini, on en verra plus : trop lourd, trop complexe à mettre en oeuvre

D'un autre côté une sonde de 200 ou 300 kg .... cela parait bien peu. Rien que l'équiper avec un RTG et des réchauffeurs pour que ses instruments ne gèlent pas ...
Du coup on se retrouverait avec un payload scientifique vraiment réduit (même si on est capable de miniaturiser).

Pour se lancer dans un si grand voyage, il est un peu dommage qu'on se bloque avec des problèmes de financement (l'éternel problème)

Des coopérations avec la NASA, on voit que ça... On peut pas faire un programme construit par nous, financé par nous ? Les japonais y arrivent bien, eux.

L'important est-il qu'on ait la satisfaction un tantinet orgueilleuse de l'avoir fait seul ou bien que la mission soit la plus réussie possible ?
Moi j'aurai le raisonnement inverse. Si pour de telles missions une ou même deux agences ont du mal à trouver le financement alors unissons le maximum de bonnes volontés. LA JAXA, l'ISRO, le Brésil ...etc ... seraient les bienvenus.
Mais jusqu'à présent l'ESA reste bien timide pour ce qui est d'impulser des coopérations en se positionnant en leader du projet.

montmein69 a écrit:D'un autre côté une sonde de 200 ou 300 kg .... cela parait bien peu. Rien que l'équiper avec un RTG et des réchauffeurs pour que ses instruments ne gèlent pas ...
Du coup on se retrouverait avec un payload scientifique vraiment réduit (même si on est capable de miniaturiser).

New Horizons fait bien 358 kg tout mouillé, avec des technos spatiales vieilles d'il y a 10 ans, et sa charge utile ne se borne pas à une caméra et un petit spectromètre. Ca ne me semble pas impossible d'avoir un bébé équivalent pour 300kg dans quelques années...

Pour New Horizons ...

The 465 kg launch mass includes 80 kg of propellant.

Sans chipoter 385 kg .... et pour une mission finalement bien plus lointaine.
Mais tu as probablement raison ... en se fixant 7 ou 8 instruments bien choisis .... et vers 500 kg tout compris .... c'est faisable.
Avec bon espoir d'une moisson scientifique de qualité.

Dans l'étude de l'ESA, la sonde est amenée par un satellite d'environ 1000 kg. Il y a de quoi mettre quelques expériences.

Quelques remarques & infos supplémentaires :

- Par rapport à l'article de Skymania, d'où j'avais extrait la durée de 15 ans du voyage vers Uranus, il n'est pas clair que cette durée soit aussi longue vu que sur la brève présentation du Mullard Space Science Laboratory ( http://www.mssl.ucl.ac.uk/planetary/missions/uranus/downloads/uranuspathfinder_overview_twoslide.pdf ), il est seulement question du arrivée de la sonde dans le "2030 time-frame", pour un lancement vers 2021-2022. Une interprétation du "2030 time-frame" reste donc possible.

- Il est aussi question de l'utilisation d'un RPS européen comme source d'énergie. RPS signifie Radioactive Power Source ou plus probablement Radioisotope Power System, terme équivalent des RTG ( Radioisotope Thermo-electric Generator) utilisés sur des sondes comme Voyager, Viking, Cassini, New Horizons, etc ...
Ce serait une première pour l'Europe jusqu'ici dépendante des US comme sur la sonde solaire Ulysses.
En ce sens, un intéressant papier "CONSIDERATIONS ON SAFETY AND EUROPEAN OPTIONS REGARDING NUCLEAR
POWER SOURCES FOR SPACE" co-signé par l'astronaute Frank De Winne. http://www.esa.int/gsp/ACT/doc/POW/ACT-RPR-NPS-0510_IAASS_SummererDeWinneNPS.pdf

- Dans la partie objectifs & intrumentation scientifique ( http://www.mssl.ucl.ac.uk/planetary/missions/uranus/downloads/up_traceability.pdf ), à l'instar des missions comme Galileo et Rosetta, Uranus Pathfinder survolera un (et plus ?) astéroïde sur son chemin.
Dans le cas présent, il s'agit de ceux du type Centaur, à la surface glacée le plus souvent, circulant entre Jupiter et Neptune et dont le plus gros Chariklo mesure 260 km environ. Présentent parfois des caractéristiques cométaires comme avec Chiron, le premier du genre découvert en 1977.

- Plus inquiétant, dans le même document, il n'est spécifié aucun survol rapproché avec les lunes principales ("main moons") dont certaines comme Umbriel et Obéron ont été faiblement cartographiés par Voyager-2.
http://www.planetary.org/blog/article/00001815/ - http://www.planetary.org/blog/article/00001850/
Cela pourrait s'expliquer si Uranus Pathfinder est prévue de circuler en orbite polaire :???: comme ce sera le cas pour Juno, autour de Jupiter, en 2016.
...

Cela pourrait s'expliquer si Uranus Pathfinder est prévue de circuler en orbite polaire surprise comme ce sera le cas pour Juno, autour de Jupiter, en 2016.

Quand vous dites une orbite "polaire", vous voulez dire équatoriale en fait non?

Je ne vois pas en quoi une orbite polaire empêche un survol rapproché des lunes. :scratch:

Space Opera a écrit:Je ne vois pas en quoi une orbite polaire empêche un survol rapproché des lunes. :scratch:

Pour moi, c'était évident !
Les satellites (les réguliers, pas les lointains qui peuvent être très inclinés et rétrogrades) circulent habituellement dans le plan équatorial de la planète.
Une orbite polaire se situe donc dans un plan perpendiculaire à celui des satellites et le coupe en deux points (à l'apastre et au périastre) uniques et invariables qui se situent quelque part entre les orbites des satellites ou au mieux au niveau de l'orbite d'un d'entre eux ce qui n'autorisera qu'un seul survol rapproché dans le meilleurs des cas lorsque la position du satellite sur son orbite coïncidera précisément avec celle de la sonde lorsqu'elle traversera le plan de l'orbite du satellite.

Ouf ! Un shéma éviterait tout ça !
...

Ouf ! Un shéma éviterait tout ça !

Vous en avez posté justement un dans le FIL concernatn le flyby de Phobos en mars (le mois) ;)



Mais en fait je suis un peu perdu...bon Uranus est presque entièrement couchée sur son axe, elle "roule" autour du Soleil, les pôles et "l'équateur" sont donc "inversé" (c'est toujours les pôles ça ok). Donc quand vous parlez d'une orbite polaire, vous voulez dire que la sonde tournera de manière "equatoriale" visuellement parlant ??

Par exemple les lunes d'Uranus tournent autour de l'équateur mais de "haut en bas" :

Antares101 a écrit:

Ouf ! Un shéma éviterait tout ça !

Vous en avez posté justement un dans le FIL concernatn le flyby de Phobos en mars (le mois) ;)
http://webservices.esa.int/blog/gallery/7/previews-med/Mars-Express_Phobos_orbits.gif

Ah ! Oui, merci, Antares ;) ça peut effectivement aider à comprendre.

On constate que Mars Express (sur orbite polaire) ne rencontre Phobos (sur orbite équatoriale) que lorsque ce dernier se trouve à l'intersection des deux orbites ce qui ne se produit que périodiquement après une certaine rotation (drift) naturelle (précession) du plan de l'orbite de Mars Express.
Et c'est une chance que la sonde passe à la même distance de Mars que Phobos, à cet endroit.
Par exemple pour Deimos, plus lointain, il y a aucun survol possible !
On voit bien que de telles rencontre sont impossibles dans la partie doite de l'orbite puisque Mars Express coupe le plan de l'orbite de Phobos loin de l'orbite elle-même.
C'est cette dernière chose que je voulais exprimer en disant qu'une orbite polaire est défavorable aux survols rapprochés par rapport à une orbite équatoriale où les rencontres devraient être beaucoup plus nombreuses comme c'est le cas pour Cassini en ce moment.
...

J'avais bien compris, mais le fait d'être sur une orbite polaire limite certes le nombre de rendez-vous possibles, mais n'empêche en rien de faire des passages rapprochés sur quelques satellites. :)

Uranus Pathfinder vient d'être retenue (selon son coordinateur Chris Arridge sur Twitter de 24 janvier : http://twitter.com/chrisarridge ) parmi les 14 propositions présélectionnées, sur un total de 43 ...

Un article de Ian O'Neill sur Discovery - News :

http://news.discovery.com/space/uranus-pathfinder-mission-to-the-mysterious-ice-giant.html
...

Tant mieux, j'espère que cette mission pourra se concrétiser :)

On pourrait même imaginer si Uranus Patffinder est retenu, de faire ensuite sur le même modèle un Neptune Pathfinder comme après Mars Express Venus Express avait été construite ... ;)

En résumant la situation l'Europe aurait ainsi envoyé des sondes vers Mercure (BepiColombo en cours de fabrication), vers Vénus (Venus Express), vers Mars (Mars Express), vers Jupiter (si EJSM/Laplace est retenu comme mission L), vers Saturne (Sonde Cassini/Huygens avec les USA) puis Uranus et Neptune... Le tour des planètes du système solaire aura été fait... On peut rêver....

Bon ! Uranus Pathfinder n'a pas été retenue le 25 février dans la liste des 4 candidates pour le lancement M3 du plan Cosmic Vision 2015-2025,
mais comme le faisait remarquer son coordinateur Chris Arridge sur Twitter http://twitter.com/chrisarridge :

"The Uranus Pathfinder mission has not been selected by ESA for further study. But this isn't the end! http://bit.ly/hFLdn5 12:50 PM Feb 25th"

En effet, une nouvelle mission vers Uranus vient d'être retenue le 7 mars en priorité n°3 dans le cadre des recommandations US du
"Planetary Science Decadal Survey 2013-2022" concernant les ambitieuses "Large Class Missions" !

Uranus Orbiter and Probe du coût de 2.7 G$ (vs 465 MEuros pour Uranus Pathfinder) pour un lancement en 2019 ou 2020 possédera donc
en plus une sonde atmosphérique ...

De belles missions .... on est (du moins je) toujours déçu lorsque certaines ne sont pas retenues, ou reportées à plus tard.

Et pourtant les budgets à mettre en oeuvre pour chacune d'elles reste modeste. Et la moisson de données, puis d'interprétations scientifiques éclairant ces autres mondes n'est jamais décevante.
Les missions conçues dès le départ en collaboration entre aux moins deux agences spatiales restent les plus susceptibles d'aller au bout ... Il faut utiliser la bonne taquetique pour arriver à ses fins :lol!:

Il y a peu Uranus semblait le dernier des soucis des concepteurs de projets et aujourd'hui on a vu ( trop brièvement ) se télescoper deux projets sur Uranus. Il ne faut pas se désespérer.

En fait ce qui est désespérant, c'est que si cela se fait, ce sera fait par les Américains avec éventuellement un strapontin pour les Européens....

chrisjx2011 a écrit:En fait ce qui est désespérant, c'est que si cela se fait, ce sera fait par les Américains avec éventuellement un strapontin pour les Européens....

Pas vraiment de raison de minorer le rôle des européens. Sur le plan technique l'ESA a montré aussi bien pour des missions purement ESA, qu'en collaboration (avec la NASA mais parfois aussi avec d'autres agences) qu'ils tenaient la route .
Et d'ailleurs pour les missions conjointes ExoMars / MAX-C .... on se rapproche d'une égalité assumée par les deux agences.
http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=46048

S'il y a siège "ministre" et "strapontin" pour cette mission vers Uranus, ce sera plus lié à la quote-part du budget assumé par chacun. Toujours les "sous" ... et là on fait ce qu'on peut avec ce dont on dispose :sage: . De toute façon cela doit être encore en discussion avant qu'une décision soit prise de la valider aussi bien du côté européen que du côté US.