home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Suzy B Software 2 / Suzy B Software CD-ROM 2 (1994).iso / nasa / plut9309 / plut9309.txt < prev   
Encoding:
Text File  |  1995-05-02  |  8.2 KB  |  153 lines

  1.                          PLUTO FAST FLYBY FACT SHEET 
  2.                                 March 1993
  3.  
  4. Solar System Exploration Division
  5.  
  6. * MISSION SUMMARY *
  7.  
  8. Pluto, the smallest planet in our solar system, has remained enigmatic
  9. since its discovery by astronomer Clyde Tombaugh in 1930.  Pluto is the
  10. only planet not yet viewed close-up by spacecraft, and given its great
  11. distance and tiny size, study of the planet continues to challenge and
  12. extend the skills of planetary astronomers.  Most of what we know about
  13. Pluto we have learned since the late 1970s.  Such basic characteristics
  14. as the planet's radius and mass were virtually unknown before the
  15. discovery of Pluto's moon Charon in 1978.  Since then, observations and
  16. inferences about Pluto-Charon, now considered a "double-planet" system,
  17. have progressed steadily to a point where many of the key questions
  18. about the system must await the close-up observation of a space flight
  19. mission.
  20.  
  21. For example, there is a strong variation in brightness, or albedo, as
  22. Pluto rotates, but we do not know if what we are seeing is a system of
  23. varied terrains, or areas of different composition, or both.  We need a
  24. much closer look to understand these features and the chemical,
  25. geological and perhaps orbital history they represent.  We know there is
  26. a dynamic, largely nitrogen and methane atmosphere around Pluto that
  27. waxes and wanes with the planet's elliptical orbit around the sun, but
  28. we need to understand how the atmosphere arises, persists, is again
  29. deposited on the surface, and how some of it escapes into space.
  30. Telescopic studies indicate that Pluto and Charon are very different
  31. bodies, Pluto being more rocky, Charon more icy.  How and when the two
  32. bodies in a double-planet system could have evolved so differently is a
  33. question that awaits data from close-up observation.
  34.  
  35. More fundamentally, beyond our basic interest in Pluto and Charon, is
  36. the likelihood that these bodies hold important keys to our
  37. understanding of the giant planets and comets and their role in the
  38. formation of the solar system.  From the Voyager missions to the outer
  39. planets and their moons, we have a basic inventory of the
  40. characteristics of the icy and rocky bodies of the outer solar system.
  41. We have learned much about such planet-like bodies as the moons Triton
  42. and Titan, and are beginning to understand Pluto as a third member of
  43. this triad of small outer "planets." Data about Pluto and Charon,
  44. gathered using ground-based and Earth-orbiting observatories like the
  45. Hubble Space Telescope, continually improve our understanding of these
  46. bodies and have helped define the important questions about
  47. Pluto-Charon.  To address these questions, NASA is now studying a
  48. robotic reconnaissance mission to Pluto-Charon called PLUTO FAST FLYBY.
  49.  
  50. Pluto Fast Flyby will be unique in its approach.  In order to minimize
  51. cost, while containing the risks associated with lower cost, Pluto Fast
  52. Flyby is being conceived as a pair of very small spacecraft, using,
  53. where possible, lightweight advanced-technology hardware components.
  54. The baseline Pluto Fast Flyby mission, based on a 1996 new start
  55. authorization, calls for launch of the two ~110-150 kg spacecraft in
  56. 1999-2000 toward encounters with Pluto and Charon around 2006-8.  Pluto
  57. began receding from the Sun in 1989, and its thin atmosphere is
  58. condensing out into surface frost as it cools. Therefore, minimizing
  59. flight time and launching at an early opportunity is important for the
  60. mission's atmospheric and surface science objectives (see below).
  61. There is a direct relationship between spacecraft weight and flight
  62. time, so spacecraft design tradeoff analyses are particularly critical
  63. for this mission.
  64.  
  65. * PLUTO FAST FLYBY SCIENCE OBJECTIVES *
  66.  
  67. o   Characterize Pluto's and Charon's global geology and geomorphology.
  68.  
  69. o   Map the surface composition of both sides of each body.
  70.  
  71. o   Characterize Pluto's neutral atmosphere, measuring its composition,
  72.     thermal structure, and aerosol content.
  73.  
  74. * CANDIDATE EXPERIMENTS *
  75.  
  76. o   Visible Imaging System: a charge-coupled device (CCD) imaging
  77.     camera to map surface features and geomorphology of Pluto and
  78.     Charon, and to search for small satellites.
  79.  
  80. o   Infrared Mapping Spectrometer (perhaps sharing foreoptics with the
  81.     CCD camera) to study the surface composition of Pluto and Charon.
  82.  
  83. o   Ultraviolet Spectrometer to measure atmospheric composition.
  84.  
  85. o   Radio Science Uplink Occultation Experiment to profile temperature
  86.     and pressure of the atmosphere from the surface through the
  87.     ionosphere.
  88.  
  89. * MISSION CHARACTERISTICS *
  90.  
  91. TRAJECTORY:              Two spacecraft, on direct trajectories (i.e.,
  92.                          no gravity-assists)
  93. LAUNCH VEHICLES:         Titan IV/Centaur or Proton; both would entail
  94.                          kick stages
  95. LAUNCH DATES:            1999-2000, assuming a 1996 new start
  96. CRUISE:                  6.5-8.5 years, depending on mass
  97. CRUISE SCIENCE:          None planned, but asteroid flyby, other
  98.                          imaging, H/He detection, and radio science
  99.                          are possible
  100. ARRIVAL AT PLUTO-CHARON: 2006-2008, depending on mass and assuming a
  101.                          1996 new start
  102. FLYBYS:                  PFF-1 @ 10,000 km; PFF-2 TBD based on PFF-1
  103.                          results; both flybys @12-18 km/sec
  104. DATA RETURN:             Onboard storage capability of at least 400Mb
  105.                          per spacecraft; science data downlink at 25-
  106.                          40 bps to 34-meter ground stations
  107.  
  108.  
  109. * BASELINE SPACECRAFT CHARACTERISTICS *
  110. TYPE:                    Highly miniaturized descendant of the present
  111.                          class of outer solar system platforms:
  112.                          aluminum hexagonal bus, no deployables
  113. MASS:                    Less than 150 kg; goal is 110-120 kg
  114.                          (7 kg total instrument allocation)
  115. Power:                   RTG source providing 65 watts at Pluto
  116. Communication:           X-Band transponder; 1.47 meter high-gain antenna
  117. Propulsion:              Pressure-fed hydrazine monopropellant design
  118.                          delivering 350 m/s delta-V
  119. Attitude Control:        Widefield star sensor and three solid-state
  120.                          rate sensors
  121. Pointing Knowledge:      Will exceed 1.5 mrad; stability of 10 urad
  122.                          over 1 sec
  123. Slewing Ability:         90 in 3 minutes via cold nitrogen gas
  124.                          thrusters
  125.  
  126.                          THE PLUTO FAST FLYBY CHALLENGE:
  127.                         A BIG MISSION FOR SMALL SPACECRAFT
  128.  
  129. Recent interplanetary spacecraft like Galileo and the upcoming Cassini
  130. have been designed relatively large and heavy in order to bring a
  131. maximum exploration payload (including probes) through gravity assists
  132. and the intense radiation of Jupiter.  A large mission of this type to
  133. Pluto had been under consideration since the Voyager 2 encounter with
  134. the frigid Neptunian moon Triton in 1989.  The encounter revealed to a
  135. surprised science community that Triton had polar ice caps, evidence of
  136. seasonal changes, active volcanism, and an atmosphere.  The implications
  137. for Pluto and Charon were recognized immediately, and spurred plans for
  138. a Cassini-class mission.  But recent emphasis at NASA on smaller,
  139. cheaper, and faster missions pointed toward the possibility of a much
  140. smaller mission to Pluto-Charon.  The key for such a mission is to
  141. deliver a scientifically useful payload to the distant system at minimum
  142. cost, and to do so before Pluto's atmosphere collapses (in about 2020).
  143.  
  144. The Pluto Fast Flyby baseline emerged from careful consideration of a
  145. complex web of tradeoff analyses regarding trajectory, weight, risk, and
  146. durability, within an envelope of low-cost and scientific goals. The
  147. overall scientific goals for a mission to Pluto and Charon were
  148. articulated and prioritized by NASA's Outer Planet Science Working Group
  149. (OPSWG) and endorsed by the Solar System Exploration Subcommittee of the
  150. NASA Advisory Council.  The goals adopted for Pluto Fast Flyby are the
  151. three first-priority goals of the OPSWG:  study of the geology and
  152. morphology, mapping of the surface composition, and neutral atmosphere.
  153.