Une mission de type New Horizons vers Neptune/Triton ?

En attendant une hypothétique mission vers Neptune avec mise en orbite, certains s'interrogent sur la possibilité d'envoyer une mission de type New Horizons vers cette planète.
Cette mission, appelée Argo, ne serait "que" un survol de Neptune et Triton, suivi d'une rencontre avec un ou plusieurs objets de la ceinture de Kuiper (KBO).
L'article fait remarquer que la masse importante de la planète pourrait ainsi permettre d'avoir plus de choix parmi les KBO. En effet New Horizons ne pourra dévier que qu'un cône de 1° autour de sa trajectoire après sa rencontre avec Pluton, contre 120° pour Argo.
La sonde reprendrait beaucoup d'éléments de la sonde New Horizons et survolerait également Jupiter et Saturne, lancement pas avant 2019 ...

http://www.planetary.org/blog/article/00001729/

Les détails de la mission :

Lancement le 21 février 2019, et arrivée à destination le 2 Juin 2028 : :hot:

http://futureplanets.blogspot.com/2009/08/white-paper-argo-mission-to-neptune.html

Si la sonde reprend la doublure d'équipements de New-Horizons, je pense qu'il y a une chance qu'elle puisse voir le jour. Reste à voir ce qu'il en sera. Mais dommage qu'il n'y ait pas de mise sur orbite. Après Jupiter et Saturne, il reste encore 2 planètes n'ayant pas de mission d'étude.

Yantar a écrit:Mais dommage qu'il n'y ait pas de mise sur orbite.

Il y a un dV monstre pour se mettre sur orbite autour de Neptune si on ne veut pas une mission qui a une durée de vie qui explose. A moins d'investir autant que pour Cassini, ce genre de grosse mission ne verra pas le jour. Et personnellement je vois mal les planétologues (et le public) investir autant pour une planète qui fait beaucoup moins parler d'elle...

De vagues projets de sondes utilisant l'aérocapture existaient je crois, mais cela parait hasardeux vu le peu de connaissance sur l'atmosphère neptunienne ...

A propos de Neptune, cela fait 20 ans qu'elle a été survolée par Voyager.

La NASA a donc créé une vidéo de la surface de Triton grâce aux photo prises lors de ce survol :

http://www.nasa.gov/mission_pages/voyager/voyager-20090825.html

http://www.nasa.gov/mission_pages/voyager/pia12187.html

Voici déjà des nouvelles de New horizon ayant pris en Mars 2009 (ca en n'est presque lointain) des images de Triton justement :


Je sais l'image n'est pas top même affreuse :)
http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=6399

sur le site JPL, l'hémisphère sud de Triton

comme sur Io et Encelade, Triton, une lune de Neptune, des panaches d'azote liquide ont été observés. On ne connaît pas l'origine de ces geysers mais l'action du Soleil y est sans doute prédominante. Sous la surface glacée du satellite, de l'azote liquide se transformerait en vapeur puis s'échapperait par des fissures. Les panaches des geysers d'azote montent jusqu'à 8 000 mètres dans l'atmosphère de Triton avant de retomber sous forme de neige azotée. Ce phénomène est appelé cryovolcanisme.

image wikipédia

tatiana13 a écrit:comme sur Io et Encelade, Triton, une lune de Neptune, des panaches d'azote liquide ont été observés. On ne connaît pas l'origine de ces geysers mais l'action du Soleil y est sans doute prédominante. Sous la surface glacée du satellite, de l'azote liquide se transformerait en vapeur puis s'échapperait par des fissures. Les panaches des geysers d'azote montent jusqu'à 8 000 mètres dans l'atmosphère de Triton avant de retomber sous forme de neige azotée. Ce phénomène est appelé cryovolcanisme.

image wikipédia

L'origine de ces geysers doivent être dût à la forte attraction gravitationnelle de leur planète mère de plus l'énergie solaire au niveau de Neptune et Uranus est faible et il n'y qu'à observer le phénomène de du cryovolcanisme justement pour se rendre compte que c'est l'effet de marrée qui joue.

Encelade et Io auront droit je pense à des observations ultérieures pour explorer davantage certaines pistes notamment les poches d'eau liquide sur Encelade. Pour Triton j'ai pas connaissance de mission

Merci de ne pas trop partir sur des généralités sur Neptune ou Triton (ou créez un topic dédié), et de rester centré sur le sujet :)

On sent que l'age d'or des sondes spatiales a couts démesurés tel Cassini/Huygens est définitivement résolu ...

  Mais quand bien même ... Ils pourraient envisager plutot un design certes qui resterait assez léger comme New Horizon + quelques moteurs et 500kg de carburant :  A l'échelle de la NASA et des lanceurs dispo qui lanceront la sonde, ça ne changerait pas grand chose en fait au niveau financier

   Neptune et l'ensemble de ses satellites, mérite amplement une injection orbitale, Uranus aussi ...

  D'autant que le surcout de ce design pourrait probablement être assumé par un caractère international de la mission, car a 50 millions de $ près c'est probablement ce qu'il manque en finance pour faire la différence ...


    Ou alors, ils exigent de Space X un tir gratos via leur lanceur commercial, et la NASA assume l'étage nécessaire

  Mais boudiou, non pas une simple passage, c'est démoralisant d'avance :(

Argonaute a écrit:On sent que l'age d'or des sondes spatiales a couts démesurés tel Cassini/Huygens est définitivement résolu ...

Le contexte économique (et les décisions des politiques) ne sont effectivement pas vraiment propices à des missions de coût très élevé.
Encore que -sans vouloir allumer une mèche - on a un budget consacré à l'exploration par les sondes bien en deça de ce qui serait consacré à une perspective de mission d'exploration habitée lointaine hautement hypothétique, ou même au budget consacré à tourner .... tourner ... tourner pendant 20 ans et même plus si affinités.

Pourtant si on veut réaliser des missions d'exploration dans la logique de celles qui ont déjà été menées, la mise en orbite d'un engin (de taille suffisante pour emporter un panel d'appareils d'imagerie, de détection etc ... suffisant) est un minimum à réaliser quelle que soit la planète ou la lune retenue.
Et on sait aussi que pour prolonger cela, un atterrisseur, un rover, un système de prélèvement d'échantillons, un engin permettant de les rapporter pour analyse poussée, seraient utiles pour ne pas dire indispensables. Et même rêver à des progrès technologiques permettant de forer une couche de glace, d'atteindre un océan sous-glaciaire, d'y insérer un sous-marin d'exploration ... ce n'est pas forcément le signe d'une aliénation profonde.

Il parait assez incontournable qu'une agence spatiale seule ne se lancera pas seule dans ce genre d'aventure -pourtant AMHA à la hauteur de l'envie d'exploration qui anime le genre humain -.

Mais cela ne parait pas crédible qu'une agence d'exploration internationale où les puissances spatiales collaboreraient, puisse prendre cela en main et obtenir les financements nécessaires. L'espèce humaine n'a pas cette maturité et c'est bien dommage.

Moi je truc que je trouve vraiment dommage, c'est qu'a la NASA ils n'aient jamais pensé a doter leurs sondes comme Cassini ou l'on savait qu'elle cramerait tout son carburant pour ses manoeuvres autour de Saturne, d'une capacité de réappro via rdv cargo avec une autre sonde qui serait elle un simple tank carburant sur pattes + un branchement au Bus pour augmenter la capacité calcul et le débit du Data (eventuellement)

  Avec une simple capacité de "rdv réappro" on aurait parfaitement pu envisager de faire sortir Cassini du champ gravitationnel de Saturne pour aller s'injecter en orbite autour de Neptune (juste un passage pour Uranus, Neptune du fait de se relation a la ceinture de Kuiper est bien + importante pour la science)

   D'autant + qu'une simple sonde tanker-cargo on sait que le cout pourrait ne pas dépasser 300 millions de $ (lanceur + une sonde simplifiée maximisée sur la capacité carburant) ...

  La sonde cargo pourrait d'autant + apporter une nouvelle capacité de petits atterrisseurs pour tenter de se poser sur d'autres lunes tant de Saturne que d'Uranus & Neptune

Argonaute a écrit:Moi je truc que je trouve vraiment dommage, c'est qu'a la NASA ils n'aient jamais pensé a doter leurs sondes comme Cassini ou l'on savait qu'elle cramerait tout son carburant pour ses manoeuvres autour de Saturne, d'une capacité de réappro via rdv cargo avec une autre sonde qui serait elle un simple tank carburant sur pattes + un branchement au Bus pour augmenter la capacité calcul et le débit du Data (eventuellement)

  Avec une simple capacité de "rdv réappro" on aurait parfaitement pu envisager de faire sortir Cassini du champ gravitationnel de Saturne pour aller s'injecter en orbite autour de Neptune (juste un passage pour Uranus, Neptune du fait de se relation a la ceinture de Kuiper est bien + importante pour la science)

   D'autant + qu'une simple sonde tanker-cargo on sait que le cout pourrait ne pas dépasser 300 millions de $ (lanceur + une sonde simplifiée maximisée sur la capacité carburant) ...

  La sonde cargo pourrait d'autant + apporter une nouvelle capacité de petits atterrisseurs pour tenter de se poser sur d'autres lunes tant de Saturne que d'Uranus & Neptune

Rendez-vous et amarrage en orbite de Saturne ?? Tu imagines ce que cela représente techniquement ? Aucune visibilité depuis le sol, des trajectoires extrêmement complexes. Il faudrait que le deuxième engin "vise" le premier avec une précision incroyable. Compte tenu des fenêtres de tir, il faudrait certainement plusieurs années avant d'avoir une opportunité de lancement pour ton ravitailleur, afin qu'il puisse avoir une chance de croiser la première sonde. Et la quantité d'ergols nécessaire au rendez-vous serait énorme ! Un Soyouz part avec près d'une tonne d'ergols (880kg de mémoire), et ça lui permet juste un amarrage avec l'ISS (sans manoeuvre complexe) et un freinage pour rentrer.

Et l'envoi du ravitailleur coûterait aussi cher que l'envoi d'une nouvelle sonde. Donc je ne vois pas bien l'intérêt de s'embêter à faire un rendez-vous aussi risqué. Et puis la sonde à ravitailler, de toute façon, n'est pas éternelle, donc est-ce bien utile de la ravitailler ?

Sans parler que l'ajout d'un système de rendez-vous et d'amarrage rajouterait autour d'une tonne à la sonde. Une tonne d'ergols et une tonne de matériel, on arrive donc à deux tonnes, soit environ la masse de la sonde Cassini (2,5 tonnes) ! Ca ne laisse donc que 500kg d'ergols "utiles", c'est à dire transférables du ravitailleur vers la sonde.

Donc, en gros, quitte à s'embêter à envoyer un truc vers Saturne, autant envoyer une nouvelle sonde toute neuve plutôt qu'un ravitailleur qui consommera 90% de ses ergols juste pour entreprendre un rendez-vous très incertain avec une vieille sonde du siècle dernier.

PS : mes chiffres sont donnés à la louche. Si on faisait le calcul, on concluerait sûrement que la quantité d'ergols nécessaire au rendez-vous est largement supérieure à une tonne, et que cette manoeuvre est donc tout bonnement impossible dans l'état actuel des technologies.

nikolai39 a écrit:

Et l'envoi du ravitailleur coûterait aussi cher que l'envoi d'une nouvelle sonde. Donc je ne vois pas bien l'intérêt de s'embêter à faire un rendez-vous aussi risqué. Et puis la sonde à ravitailler, de toute façon, n'est pas éternelle, donc est-ce bien utile de la ravitailler ?
.../cut/...

Donc, en gros, quitte à s'embêter à envoyer un truc vers Saturne, autant envoyer une nouvelle sonde toute neuve plutôt qu'un ravitailleur qui consommera 90% de ses ergols juste pour entreprendre un rendez-vous très incertain avec une vieille sonde du siècle dernier.

Oui je suis d'accord sur la non-pertinence d'envoyer un cargo ravitailleur.
Si on se place dans le contexte global, on a - si on met Mars de côté vu sa proximité et son intérêt scientifique particulier - quatre planètes extérieures (et leurs lunes) et au delà Pluton, les KBO etc .... qui sont des destinations possibles.
Donc une mission .... va devoir se suffire à elle-même ..... pour au moins une décennie et probablement plus, avant que l'on y retourne. (on discute par ailleurs sur la complexité et le coût en delta V d'une satellisation et son impact sur la durée du voyage)

Si on veut augmenter les "capacités d'exploration" d'une sonde .... il faut dès le départ prévoir plus gros, plus lourd (et plus cher !)
On peut jouer sur la capacité du lanceur (genre SLS ou CZ9 .... ce qui sera le maxi des lanceurs pour un certain temps)
Ou alors on assemble des modules en orbite terrestre avant le grand voyage.

Argonaute a écrit:Moi je truc que je trouve vraiment dommage, c'est qu'a la NASA ils n'aient jamais pensé a doter leurs sondes comme Cassini ou l'on savait qu'elle cramerait tout son carburant pour ses manoeuvres autour de Saturne, d'une capacité de réappro via rdv cargo avec une autre sonde qui serait elle un simple tank carburant sur pattes + un branchement au Bus pour augmenter la capacité calcul et le débit du Data (eventuellement)

  Avec une simple capacité de "rdv réappro" on aurait parfaitement pu envisager de faire sortir Cassini du champ gravitationnel de Saturne pour aller s'injecter en orbite autour de Neptune (juste un passage pour Uranus, Neptune du fait de se relation a la ceinture de Kuiper est bien + importante pour la science)

   D'autant + qu'une simple sonde tanker-cargo on sait que le cout pourrait ne pas dépasser 300 millions de $ (lanceur + une sonde simplifiée maximisée sur la capacité carburant) ...

  La sonde cargo pourrait d'autant + apporter une nouvelle capacité de petits atterrisseurs pour tenter de se poser sur d'autres lunes tant de Saturne que d'Uranus & Neptune

"un branchement au Bus pour augmenter la capacité calcul et le débit du Data."  :scratch: En français correct, ce serait peut-être compréhensible...

Donc on fait le plein, la sonde quitte le domaine gravitationnel de Saturne, dit bonjour à Uranus en passant puis se satellise autour de Neptune... C'est beau l'espace quand c'est simple...

Sauf que... Ce qu'a fait la sonde Dawn avec satellisation autour de Vesta, étude de Vesta, départ de Vesta et satellisation autour de Cérès et étude de Cérès, n'a rien à avoir en termes de delta V avec ce que devrait faire un hypothétique orbiter de Saturne puis Neptune.

De plus, Saturne, Uranus et Neptune ne sont plus depuis longtemps dans la configuration qui a permis aux missions Voyager d'explorer les quatre planètes géantes grâce à la seule assistance gravitationnelle ! Donc forte consommation d'ergols pour quitter Saturne, puis forte consommation d'ergols pour se placer sur une orbite héliocentrique qui croise Uranus sans que cela prenne quelques décennies (en supposant que la fenêtre de lancement vers Uranus depuis Saturne soit alors ouverte !!!), puis nouvelle correction de trajectoire pour rejoindre Neptune (à nouveau, si la fenêtre de lancement vers Neptune depuis Uranus est alors ouverte !) sans que cela prenne quelques décennies et enfin nouvelle manoeuvre à fort delta V pour freiner et se satelliser autour de la 8e planète... C'est réaliste ?  :scratch:

Enfin, cette technique de ravitaillement en orbite, certes prometteuse, n'est toujours pas utilisée de façon opérationnelle dans le domaine circumterrestre. Donc, bien sûr, commençons par le faire autour de Saturne... Il y a bien une expérience dans ce domaine à l'extérieur de l'ISS, mais depuis son lancement, la NASA communique très peu sur ce sujet...

Uranus ou Neptune c'est possible avec un bilan deltaV raisonnable et déjà envisagé par la NASA (il existe des publis). Mais les deux... c'est possible mais on est parti pour une mission de 70 ans.

Space Opera a écrit:Uranus ou Neptune c'est possible avec un bilan deltaV raisonnable et déjà envisagé par la NASA (il existe des publis). Mais les deux... c'est possible mais on est parti pour une mission de 70 ans.

C'est possible avec certaines configurations planétaires, comme celle qui a permis les missions Voyager, mais pas à n'importe quel moment.

As-tu des liens ?

J'ai quand même énormément de mal à imaginer un RDV en orbite de Saturne. En LEO on y arrive tout juste, et si on y arrive c'est parce que :

1. on envoie le vaisseau "suiveur" à un moment très précis.
2. la position du vaisseau "cible" est connue avec précision, soit par la poursuite au sol, soit par des moyens GPS.

Dans le cas d'un RDV en "LSO" (Low Saturn Orbit ), aucun de ces deux points ne peut être satisfait.
Et encore une fois, je ne pense pas que le bilan de masse puisse être avantageux, loin de là !

nikolai39 a écrit:J'ai quand même énormément de mal à imaginer un RDV en orbite de Saturne. En LEO on y arrive tout juste, et si on y arrive c'est parce que :

1. on envoie le vaisseau "suiveur" à un moment très précis.
2. la position du vaisseau "cible" est connue avec précision, soit par la poursuite au sol, soit par des moyens GPS.

Dans le cas d'un RDV en "LSO" (Low Saturn Orbit ), aucun de ces deux points ne peut être satisfait.
Et encore une fois, je ne pense pas que le bilan de masse puisse être avantageux, loin de là !

Je suis aussi extrêmement sceptique. Pour compenser le manque de précision de la localisation depuis la Terre, il faudrait une charge utile spécifique (laser, etc) sur les deux sondes pour qu'elles connaissaient suffisamment bien leurs positions relatives afin qu'un rendez-vous soit possible. D'où moins de charge utile sur la sonde scientifique et moins de carburant sur le ravitailleur... Même dans le meilleur des cas, donc un rdv, un arrimage et un transfert d'ergols réussis, le jeu n'en vaut pas la chandelle, alors si on prend en compte la forte probabilité que ça rate, le second lancement et la seconde sonde sont du budget gaspillé...

Pour réduire le coût global de l'exploration de plusieurs planètes géantes, il vaut beaucoup mieux développer des sondes utilisant la même plate-forme et le maximum d'éléments de charge utile identique. Là, il y aura de réelles économies.

C'est l'objet d'une étude qui a été lancée l'été dernier : http://spaceflightnow.com/2015/08/25/uranus-neptune-in-nasas-sights-for-new-robotic-mission/

Mais il faut quand même compter de l'ordre de 2 Md$ chacune... C'est le coût d'une mission dite "Flagship" genre Galileo, Cassini, Curiosity, Europa Orbiter...

David L. a écrit:Pour compenser le manque de précision de la localisation depuis la Terre, il faudrait une charge utile spécifique (laser, etc) sur les deux sondes pour qu'elles connaissaient suffisamment bien leurs positions relatives afin qu'un rendez-vous soit possible.

Mais pour que le laser (ou autre) puisse fonctionner, il faudrait déjà amener les deux engins dans un périmètre acceptable, ce qui serait un véritable exploit. Le tout en autonomie totale, car la Terre sera beaucoup trop loin pour pouvoir servir à quoi que ce soit.

David L. a écrit:D'où moins de charge utile sur la sonde scientifique et moins de carburant sur le ravitailleur... Même dans le meilleur des cas, donc un rdv, un arrimage et un transfert d'ergols réussis

Et il ne faut pas oublier que les transferts de fluides en microgravité sont des opérations complexes et risqués ! Les Russes ont mis longtemps avant de maîtriser la chose sur leurs Progress. Alors un transfert en autonomie totale, avec du matériel qui a passé plusieurs décennies dans le vide, exposé aux radiations, et sans aucune maintenance, c'est franchement pas gagné.

David L. a écrit:Pour réduire le coût global de l'exploration de plusieurs planètes géantes, il vaut beaucoup mieux développer des sondes utilisant la même plate-forme et le maximum d'éléments de charge utile identique. Là, il y aura de réelles économies.

C'est ce qu'on a fait avec MEX/VEX, et c'est ce que les Russes ont toujours fait avec leurs sondes martiennes et vénusiennes. Et je pense aussi que c'est le meilleur moyen de rationaliser. Le problème, c'est que quand on ne fait qu'un seul programme tous les quinze ans, il devient difficile de réutiliser le bus précédent. Ne serait-ce que pour les obsolescences !

nikolai39 a écrit:

David L. a écrit:Pour compenser le manque de précision de la localisation depuis la Terre, il faudrait une charge utile spécifique (laser, etc) sur les deux sondes pour qu'elles connaissaient suffisamment bien leurs positions relatives afin qu'un rendez-vous soit possible.

Mais pour que le laser (ou autre) puisse fonctionner, il faudrait déjà amener les deux engins dans un périmètre acceptable, ce qui serait un véritable exploit. Le tout en autonomie totale, car la Terre sera beaucoup trop loin pour pouvoir servir à quoi que ce soit.

+1. En tout cas, ce serait un très beau challenge technologique ! :)

Pourra-t-on compter sur les cosmonautes russes pour prendre le relais avec le Toru en cas de défaillance du "Kours saturnien" ? Avec le temps de réponse, il faudra sacrément anticiper les manoeuvres ! :D

Mais il y a bien mieux à faire et de meilleures façon d'utiliser les maigres budgets...

nikolai39 a écrit:

David L. a écrit:D'où moins de charge utile sur la sonde scientifique et moins de carburant sur le ravitailleur... Même dans le meilleur des cas, donc un rdv, un arrimage et un transfert d'ergols réussis

Et il ne faut pas oublier que les transferts de fluides en microgravité sont des opérations complexes et risqués ! Les Russes ont mis longtemps avant de maîtriser la chose sur leurs Progress. Alors un transfert en autonomie totale, avec du matériel qui a passé plusieurs décennies dans le vide, exposé aux radiations, et sans aucune maintenance, c'est franchement pas gagné.

Merci du rappel, j'avais complètement zappé que c'était déjà opérationnel coté russe.  :wall:  Je vais de ce pas me flageller avec une pioche...

Par contre, coté américain, ça progresse vraiment très lentement...

nikolai39 a écrit:

David L. a écrit:Pour réduire le coût global de l'exploration de plusieurs planètes géantes, il vaut beaucoup mieux développer des sondes utilisant la même plate-forme et le maximum d'éléments de charge utile identique. Là, il y aura de réelles économies.

C'est ce qu'on a fait avec MEX/VEX, et c'est ce que les Russes ont toujours fait avec leurs sondes martiennes et vénusiennes. Et je pense aussi que c'est le meilleur moyen de rationaliser. Le problème, c'est que quand on ne fait qu'un seul programme tous les quinze ans, il devient difficile de réutiliser le bus précédent. Ne serait-ce que pour les obsolescences !

Ah si New Horizons avait été construite en double, comme c'était l'habitude dans les années 60 et 70, comme les Voyager, comme les Pioneer. Avec un passage de la seconde avec un décalage de 3,2 jours + n fois 6,4 jours (la période de rotation de Pluton), nous aurions aussi actuellement l'autre hémisphère en haute résolution. Le FCS fêtera ses 40 ans (dans le meilleur des cas ! :sage: ), quand nous aurons ces images... Et avec un Voyager 3, nous aurions vu comment était Pluton au plus près du Soleil...  8-)

J'ai très peur de l'orthographe sur le forum dans 30 ans...  :affraid: