O programa Discovery da NASA é uma série de missões espaciais de baixo custo (menos de US $ 450 milhões em 2015) e muito direcionadas, voltadas para a exploração robótica do sistema solar , com a notável exceção do telescópio Kepler , cujo objetivo é a identificação de exoplanetas . Cada missão deve responder a uma das questões definidas no Relatório sobre os rumos a dar ao programa de exploração espacial do sistema solar , estabelecido a cada dez anos.
Estabelecido no início da década de 1990, este programa prevê o lançamento regular e próximo de missões, definindo as limitações de seu custo e tempo de desenvolvimento e confiando a responsabilidade de cada uma delas a um cientista. Em 2020, foram lançadas doze missões, duas estão em preparação e duas outras devem ser selecionadas em 2021. O ritmo inicialmente planejado (uma missão a cada dois anos) caiu drasticamente no início de 2010, após as dificuldades financeiras encontradas pela NASA.
A décima segunda missão, InSight , foi lançada em 2018. No início de 2017, a agência espacial dos EUA selecionou Lucy (sonda espacial) , que deve ser lançada em 2021 e sobrevoar seis asteróides Trojan , e Psyche , que será lançado em 2023 e será colocado em órbita ao redor do asteroide metálico (16) Psique em 2030. Em junho de 2021, duas missões a Vênus, o orbitador VERITAS e a sonda atmosférica DAVINCI , são escolhidas.
O programa Discovery foi criado em 1992 pelo administrador da NASA , Daniel S Goldin , para permitir a realização de missões espaciais “mais frequentes, menos caras, mais eficientes”. Durante as duas décadas anteriores, a NASA havia desenvolvido várias missões, como Cassini-Huygens ou Galileo , muito ambiciosas (número de instrumentos a bordo, ampla gama de objetivos, massa), mas repentinamente poucas, complexas de organizar, caras e demoradas para implementar. e finalmente, às vezes cancelado antes de serem concluídos
As missões de descoberta, cujos custos são pré-fixados, são oferecidas por equipes de laboratórios governamentais e universidades, do mundo da indústria e supervisionadas por um Pesquisador Principal. Um processo de seleção de propostas torna possível escolher as missões nas quais a NASA se engaja. O custo das missões Discovery é limitado a US $ 450 milhões (em 2015), sem custos de lançamento. O tempo de preparação da missão, do início ao lançamento, não deve exceder 36 meses.
As missões de exploração do Sistema Solar de alto custo se enquadram no programa Novas Fronteiras . Certas missões ao planeta Marte da mesma classe de custo do Discovery são agrupadas no programa Mars Scout até o desaparecimento deste programa em 2010.
No início de 2020, catorze missões foram selecionadas desde o início do programa, onze das quais foram concluídas, uma está em andamento e duas estão em fase de desenvolvimento. Com exceção do CONTOUR , todas as missões que voaram cumpriram perfeitamente seus objetivos científicos, respeitando a filosofia do programa. Em princípio, o lançamento de um novo projeto, ao contrário do que acontece com o outro prometido, não está sujeito à concordância do Congresso americano . Apenas o envelope concedido ao programa pode limitar o ritmo de seleção, como pudemos verificar no início da década de 2010. Embora inicialmente estivesse previsto o lançamento de uma missão Discovery a cada dois anos, terão decorrido 5 anos entre o lançamento do 11 th gravidade Recuperação e Laboratório Interior missão (2011) eo de InSight previsto para 2016. no início de 2015, NASA planejado para reduzir a taxa de lançamento para 3 anos.
A única restrição em relação aos objetivos das missões de descoberta propostas é que elas devem responder a uma das questões identificadas na Pesquisa Decadal da Ciência Planetária . Este relatório do Conselho Nacional de Pesquisa dos Estados Unidos , realizado a cada dez anos, faz um balanço da pesquisa no campo das ciências planetárias e define as áreas prioritárias de pesquisa. Este documento propõe uma estratégia no campo da exploração espacial do sistema solar e pesquisa astronômica para os próximos 10 anos. É elaborado por grupos de trabalho que reúnem os principais especialistas da área, que utilizam documentos resumidos preparados com antecedência por pesquisadores da área. O último relatório foi publicado em março de 2011 e cobre a década 2013-2022.
Não. | Designação | Metas) | Data de lançamento | Lançador | Missa no lançamento | Início das operações científicas | Status | Oficial cientifico | Custo milhões US $ |
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1 | NEAR Shoemaker | Eros , 253 Mathilde | 17 de fevereiro de 1996 |
Delta II 7925-8 |
805 quilogramas | Junho de 1997 | Fim da missão 2001 | Andrew Cheng ( APL ) |
224 (2000) |
N ear E arth A steroid R endezvous - Shoemaker (em homenagem a Eugene Shoemaker ) sobrevoou o asteroide 253 Mathilde em 27 de junho de 1997. A sonda entrou em órbita ao redor de Eros , um dos maiores asteroides próximos à Terra em 14 de fevereiro de 2000 e realizou uma campanha de estudos de aproximadamente um ano. Este terminou com o pouso da sonda no solo do asteroide o12 de fevereiro de 2001, para o qual não foi projetado. A sonda sobreviveu e foi capaz de transmitir dados científicos até28 de fevereiro de 2001. NEAR é a primeira sonda espacial a orbitar um asteróide e pousar em sua superfície. | |||||||||
2 | Mars Pathfinder | Marte ( rover ) | 4 de dezembro de 1996 |
Delta II 7925 |
890 kg | 4 de julho de 1997 | Fim da missão 1998 | Joseph Boyce ( JPL ) |
265 (1998) |
Lançado um mês após o Mars Global Surveyor, o Mars Pathfinder é, antes de mais nada, um demonstrador tecnológico de baixo custo que validou uma nova técnica de pouso suave no planeta Marte usando airbags . Esta é a primeira engrenagem a ser usada em Marte, um pequeno robô móvel ( rover ) Sojourner de 10,5 kg . A missão Mars Pathfinder cumpriu completamente os objetivos limitados definidos para ela e terminou em 27 de setembro de 1997. | |||||||||
3 | Lunar Prospector | Lua | 7 de janeiro de 1998 |
Athena II [Star-3700S] |
296 kg | 16 de janeiro de 1998 | Fim da missão 1999 | Alan Binder ( LRI ) |
63 (1998) |
Lunar Prospector visa estudar as características da Lua em órbita. De tamanho pequeno (menos de 300 quilos), ele carrega uma série de cinco instrumentos, incluindo vários espectrômetros responsáveis por coletar indiretamente (análise de radiação gama , alfa e nêutron ) dados sobre a composição da superfície. A espaçonave foi lançada em janeiro de 1998 por um foguete Athena II e sua missão durou 22 meses. O Lunar Prospector tornou possível, em particular, construir um mapa detalhado da distribuição dos elementos químicos presentes na superfície da lua. Também confirmou a presença de quantidades significativas de água nas áreas das crateras imersas em sombras permanentes localizadas nos pólos lunares. | |||||||||
4 | poeira estelar | 81P / Wild (coleta de amostra), Tempel 1 | 7 de fevereiro de 1999 |
Delta II 7426-9,5 |
391 kg | 2 de novembro de 2002 | Fim da missão 2011 |
Donald Brownlee ( UW ) |
200 (2011) |
Stardust é uma pequena espaçonave pesando menos de 400 kg, cujo objetivo é coletar e depois trazer de volta para a Terra amostras da cauda do cometa 81P / Wild, bem como poeira interestelar . A sonda é lançada em7 de fevereiro de 1999por um foguete Delta II , em seguida, usa a assistência gravitacional da Terra para atingir seu alvo. O24 de janeiro de 2004, Stardust atravessa a cauda do cometa, passando a 236 km de seu núcleo, e captura vários milhares de partículas em um coletor cheio de aerogel . Essas amostras retornam à Terra em uma cápsula que, após se desprender da sonda, entra novamente na atmosfera antes de pousar suavemente em15 de janeiro de 2006no deserto de Utah , nos Estados Unidos. Stardust é a primeira missão a trazer de volta uma amostra de um corpo celeste diferente da Lua | |||||||||
5 | Gênese | Vento solar (coletado no ponto Lagrange L 1 ) | 8 de agosto de 2001 |
Delta II 7326 |
494 kg | 3 de dezembro de 2001 | Fim da missão 2004 | Donald Burnett ( Caltech ) |
209M (2004) |
Genesis é uma missão de retorno de amostra de partículas do vento solar . A cápsula contendo as amostras caiu no deserto de Utah . As amostras puderam ser salvas e foram (abril de 2016) analisadas O Genesis é uma sonda espacial que visava retornar à Terra as partículas do vento solar , fluxo de íons e energia de elétrons produzidos pelo sol . O objetivo é analisar os íons em laboratório para determinar a composição do Sol em elementos químicos e a proporção dos diferentes isótopos . Genesis é a quinta missão do programa Discovery, que reúne missões espaciais de exploração científica do sistema solar de baixo custo. Genesis é lançado em8 de agosto de 2001por um foguete Delta II e então colocado em órbita ao redor do ponto Lagrange L 1 para coletar partículas solares por dois anos. No final desta fase, Gênesis segue para a Terra. Após um erro cometido durante a montagem da sonda espacial, a cápsula que traz de volta as amostras do vento solar não abre seu pára-quedas e bate o8 de setembro de 2004a mais de 300 km / h na região desértica de Utah, onde deveria ser recuperado. Apesar dos danos infligidos aos coletores de partículas e da contaminação resultante, grande parte das amostras do vento solar mostrou-se utilizável após um longo trabalho de limpeza envolvendo diversas técnicas. Os objectivos que consistiam em melhorar por um factor de 3 a 10 o nosso conhecimento das proporções dos elementos presentes no Sol, estão em vias de ser alcançados pelos cientistas. | |||||||||
6 | CONTORNO | Encke , 73P / Schwassmann-Wachmann | 3 de julho de 2002 |
Delta II 7425 [Star-30BP] |
398 kg | - | Desintegração após o lançamento | Joseph Veverka ( Cornell ) |
154 (1997) |
CONTOUR era uma sonda espacial cujo objetivo principal era sobrevoar e estudar os núcleos dos cometas 2P / Encke e 73P / Schwassmann-Wachmann . A sonda deveria captar imagens do núcleo com resolução de 4 metros, realizar uma análise espectral do núcleo com resolução de 100 a 200 metros e coletar dados detalhados sobre a composição de gases e poeira próximos ao núcleo. Logo após o disparo do propulsor de propelente sólido que injetaria a sonda em uma órbita ao redor do Sol , o contato com a sonda foi perdido. Sem dúvida, foi destruído por uma explosão. | |||||||||
7 | MENSAGEIRO | Mercúrio | 3 de agosto de 2004 |
Delta II 7925H-9.5 |
1.108 kg | Agosto de 2005 | Fim da missão 2015 |
Sean Solomon ( APL ) |
450 (2015) |
MESSENGER é a primeira missão espacial a orbitar o planeta Mercúrio . A sonda espacial , lançada em 2004 , é colocada em órbita ao redor do planeta em18 de março de 2011. O objetivo da missão é realizar um mapeamento completo do planeta, estudar a composição química de sua superfície e sua exosfera , sua história geológica, sua magnetosfera , o tamanho e as características de seu núcleo , bem como a origem de seu campo magnético . A sonda, cuja massa, incluindo os propelentes, é de 1,1 toneladas, carrega sete instrumentos científicos, incluindo vários espectrômetros , um altímetro a laser , um magnetômetro e câmeras. As especificações técnicas da sonda e a órbita escolhido para a parte científica da missão são em grande medida ditada por as temperaturas, que podem atingir 350 ° C . A sonda deve fazer o levantamento de uma órbita polar fortemente elíptica, 200 km × 15.000 km . Os instrumentos da sonda espacial forneceram uma grande quantidade de informações científicas: a cobertura fotográfica do planeta, agora completa, revelou formações até então desconhecidas; várias descobertas inesperadas sobre a composição do solo de Mercúrio foram feitas, enquanto o campo magnético medido confirmou a presença de um núcleo parcialmente líquido. O gelo de água foi detectado nas regiões polares, que estão constantemente na sombra. A missão estendida várias vezes termina em abril de 2015 após o esgotamento dos propulsores | |||||||||
8 | Impacto profundo | Tempel 1 (impactador), 103P / Hartley | 12 de janeiro de 2005 |
Delta II 7925 |
650 kg | 25 de abril de 2005 | Fim da missão em 2013 |
Michael A'Hearn ( UMD ) |
330 (2005) |
Deep Impact é uma missão cujo principal objetivo é coletar dados sobre a composição interna do cometa Tempel 1 . À época deste projeto, as principais teorias em vigor postulavam que os cometas eram constituídos pelo material primordial de origem do Sistema Solar , o que torna seu estudo particularmente importante para a modelagem de sua formação. A sonda espacial, lançada no início de 2005, chega perto do cometa em4 de julho de 2005e libera um impactor de quase 400 kg que, ao atingir sua superfície em alta velocidade, cria uma cratera de impacto de aproximadamente 30 metros de diâmetro. Os materiais ejetados das camadas abaixo da superfície são então analisados pelos instrumentos da sonda espacial. A sonda cumpre seus objetivos perfeitamente, fornecendo dados precisos e às vezes inesperados sobre a estrutura interna do cometa. Após o vôo sobre Tempel, um novo objetivo foi definido para a sonda espacial como parte da missão EPOXI renomeada . Deep Impact, após usar a assistência gravitacional da Terra no final de 2007 para alterar sua trajetória, voa sobre o Cometa Hartley 2 a cerca de 700 km de distância.4 de novembro de 2010e consegue tirar fotos mostrando jatos de desgaseificação. Posteriormente, a Deep Impact realizou campanhas de observação de cometas a longa distância. O contato com a sonda espacial foi perdido em agosto de 2013. | |||||||||
9 | Alvorecer | (4) Vesta e (1) Ceres | 27 de setembro de 2007 |
Delta II 7925H |
1218 kg | 3 de maio de 2011 | Fim da missão em 2018 | Christopher T. Russell ( UCLA ) | 472 (2015) |
Dawn estudou sucessivamente Vesta e Ceres , os dois principais corpos do cinturão de asteróides . Lançado em 2007, Dawn começou suas observações em 2011 , orbitando Vesta por um ano, então após um trânsito de 3 anos, ela colocou em órbita ao redor de Ceres que ela estudou de 2015 a 2018.
Vesta e Ceres são protoplanetas , cujas características praticamente não foram modificadas desde sua formação, há 4,6 bilhões de anos, e que testemunham a gênese do Sistema Solar . A sonda deve, usando seus três instrumentos científicos, fotografar e mapear os dois corpos, analisar seus campos gravitacionais e realizar medições espectrais da abundância e distribuição das rochas superficiais, bem como de elementos químicos significativos. Os dados coletados permitirão refinar as teorias relativas ao processo de formação dos planetas do Sistema Solar . Apesar de seu tamanho modesto (1.300 kg e tendo apenas 425 kg de propelentes ), seus motores iônicos permitiram que ele acelerasse em mais de 10 km / s durante toda a missão. Ao estabelecer um novo recorde neste campo, a sonda demonstrou o potencial deste tipo de propulsão para missões interplanetárias. Os motores iônicos fornecem muito pouco empuxo , mas sua eficiência é dez vezes maior que a propulsão convencional. Graças a essas características, a sonda espacial é colocada em órbita sucessivamente em torno de dois corpos celestes, pela primeira vez desde o início da era espacial. | |||||||||
10 | Kepler | Detecção de exoplanetas | 7 de março de 2009 |
Delta II 7925-10L |
1.052 kg | 12 de maio de 2009 | Fim da missão em 2018 |
William Borucki ( NASA Ames ) |
640 (2009) |
Kepler é um telescópio espacial dedicado a realizar um censo de exoplanetas detectáveis localizados em uma região da Via Láctea de 115 graus quadrados, observando por um período de mais de 3 anos a intensidade de luz de 145.000 estrelas pré-selecionadas. O Kepler é projetado de forma que a sensibilidade de seu detector permite identificar planetas do tipo terrestre e, assim, ser capaz de identificar planetas semelhantes às nossas orbitando estrelas semelhantes ao sol. O Kepler usa o método de trânsito que detecta a presença de um planeta medindo a variação no brilho da estrela hospedeira quando o planeta fica entre ela e a Terra. A missão principal de 3,5 anos foi estendida pela missão K2 (Kepler 2) até 2019. Após a conclusão de sua missão emoutubro de 2018O Kepler detectou 2.662 planetas (confirmados por outras observações), ou mais da metade dos exoplanetas descobertos até o momento. Suas observações revolucionaram o campo. A missão demonstrou notavelmente a grande variedade de sistemas solares, descobriu muitos sistemas multiplanetários. Tornou possível esboçar uma estatística da distribuição dos planetas por tamanho e órbita, no entanto, sofrendo de um viés observacional que afetava planetas muito pequenos e planetas com longos períodos orbitais. Kepler confirmou que a maioria das estrelas provavelmente tinha pelo menos um planeta, destacou a preponderância de planetas entre o tamanho da Terra e o de Netuno ( super-Terra ) e descobriu planetas terrestres em dimensões próximas às da Terra. | |||||||||
11 | GRAIL | Lua | 10 de setembro de 2011 |
Delta II 7920H-10C |
307 kg | 7 de março de 2012 | Fim da missão em 2012 |
Maria Zuber ( MIT ) |
496 (2011) |
G ravity R ECUPERAÇÃO um nd I nterior Os aboratory mapas com grande precisão o campo gravitacional e a estrutura interna da Lua . As duas sondas GRAIL foram lançadas em10 de setembro de 2011 e entrou na órbita lunar em 31 de dezembro de 2011 e a 1 ° de janeiro de 2012. A missão terminou em17 de dezembro de 2012 com o esmagamento deliberado das duas sondas no solo lunar | |||||||||
12 | Entendimento | Marte ( módulo de pouso ) | 5 de maio de 2018 |
Atlas V (401) |
721 kg (?) | Novembro de 2018 | Missão em andamento |
W. Bruce Banerdt ( JPL ) |
830 (2016) |
I nterior Exploração usando S eismic I nvestigations, L eodesy e H comer t ransporte é a primeira missão dedicada ao estudo da estrutura interna do planeta Marte . O principal objetivo científico da missão é conhecer melhor a estrutura interna do planeta, cujas características não são bem conhecidas, a fim de reconstruir a história de Marte. Os dados coletados também vai melhorar os modelos de formação e evolução de planetas rochosos em sistema solar / Este lander reutiliza a tecnologia desenvolvida pela Phoenix . A carga útil é fornecida por parceiros europeus. O instrumento principal, o sismômetro SEIS, é projetado pelo Institut de physique du globe de Paris e fornecido sob a supervisão da agência espacial francesa ( CNES ), enquanto o HP3 é desenvolvido pela Alemanha . Lançado em 2018, o InSight pousou na superfície de Marte em26 de novembro de 2018em uma região plana chamada Elysium Planitia localizada perto do equador deste planeta. A fase de estudo científico deve durar dois anos terrestres. O sismômetro SEIS entra em serviço no início defevereiro de 2019e logo depois detecta um primeiro terremoto. A escolha da instrumentação exclusivamente estrangeira, que permite reduzir o orçamento do projeto porque seu custo não é contabilizado no envelope orçamentário apoiado pela NASA, suscita protestos na comunidade científica americana. Em resposta a essa reação, em 2014 a NASA introduziu uma nova regra na seleção de missões para o programa Discovery. Isso requer que pelo menos dois terços dos instrumentos de bordo sejam americanos. | |||||||||
13 | Lucy | Asteróides troianos de Júpiter | Outubro de 2021 |
Atlas V 401 |
2025 | Em desenvolvimento |
Harold F. Levison ( SwRI ) |
450 + lançamento | |
O objetivo da missão é estudar in situ seis asteróides troianos de Júpiter , que circulam na órbita de Júpiter e estão posicionados nos pontos de Lagrange L 4 ou L 5 do planeta localizados na frente e atrás dele. Lucy é a primeira espaçonave a se aproximar desses asteróides com características heterogêneas e que, segundo o modelo de Nice , são "fósseis" constituídos de materiais primitivos que se agregaram no início da história do Sistema Solar para forma-los. Planetas e outros corpos celestiais. A missão é selecionada em 4 de janeiro de 2017 e a sonda espacial deve ser lançada em 21 de outubro de 2021. Após uma longa fase de aproximação incluindo duas assistências gravitacionais da Terra, a sonda espacial deve estudar sucessivamente os dois grupos de asteróides troianos entre 2027 a 2033 . O lançamento está programado para 2021. A sonda espacial deve chegar ao ponto L 4 de Lagrange de Júpiter em 2027 e sobrevoar (3548) Eurybate (e seu satélite), (15094) Polymele , (11351) Leucos e (21900) Oros . Após um sobrevoo da Terra, Lucy deve chegar ao ponto de Lagrange L 5 para sobrevoar o asteróide binário (617) Patroclus - Ménétios em 2033. Ela também deve sobrevoar o asteróide do cinturão de asteróides principal (52246) Donaldjohanson em 2025. | |||||||||
14 | Psique | 16 psique | 2022 | Não definido | 2.800 kg | 2026 | Em desenvolvimento |
Lindy Elkins-Tanton ( ASU ) |
450 + lançamento |
Psiquê deve estudar o asteróide metálico (16) Psiquê que é, sem dúvida, o núcleo ferroso de um antigo protoplaneta , o vestígio de uma colisão violenta com outro objeto que teria arrancado suas camadas externas. O objetivo desta sonda espacial é coletar dados sobre o processo de formação dos núcleos planetários . A sonda espacial a ser lançada em 2022 orbitará Psiquê em 2026. |
As “missões de oportunidade” do programa Discovery designam projetos que envolvem uma participação financeira limitada do programa Discovery a um projeto externo: fornecimento de um instrumento científico, extensão de uma missão existente para cumprir um objetivo secundário:
Duas missões estão em desenvolvimento: Lucy e Psyche .
Processo de seleçãoA chamada de propostas para a missão décimo terceiro lançado pela NASA em fevereiro de 2014. A seleção atual também deve ser usado para selecionar o 14 º Descoberta missão como aconteceu no lançamento do programa de descoberta onde a situação orçamental geral foi mais favorável. Para esta missão, várias condições financeiras foram especificadas pela NASA:
A seleção é feita em três etapas:
O processo de seleção começa em fevereiro de 2014. Os resultados da primeira fase da seleção são anunciados em setembro de 2015. Cinco missões estão pré- selecionadas: três missões para asteróides ( Psique , NEOCam e Lucy ) e duas missões para Vênus ( VERITAS e DAVINCI ). Em janeiro de 2017, a NASA selecionou duas missões espaciais, ambas destinadas a asteróides : Lucy, que deve ser lançada em 2021, e Psyche, lançada em 2023.
Missões propostasA NASA recebeu 28 propostas de missão:
Estudar a luaQuatro missões visam colocar-se em órbita ao redor de um asteróide para estudá-lo.
As quatro missões ao cometa se propõem a se colocar em órbita ao seu redor e estudá-lo com 3 a 5 instrumentos:
As propostas para a 15 ª e 16 ª missões têm sido propostas para a NASA entre 1 de Abril e 1 de Julho de 2019. Os quatro finalistas são anunciadas propostas da agência espacial em 13 de fevereiro de 2020. Estas duas missões ao planeta Vênus , a missão de a lua de Júpiter Io e uma missão a Tritão , a lua de Netuno . Cada uma das quatro missões tem 9 meses para desenvolver o conceito e recebe US $ 3 milhões para concluir este estudo. Em 2 de junho de 2021, a NASA formaliza a seleção das duas missões para Vênus VERITAS e DAVINCI .
As principais características das missões finalistas são:
Ao todo, a NASA recebeu cerca de vinte propostas de missões. As missões não finalistas são:
Estudar a lua