4. Summary and conclusionsApplicati

4. Summary and conclusions
Application of SEP to space science was designated as a priority in the NRC Decadal Survey Vision and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013–2022 (NRC, 2011). It is a key enabling technology for human exploration of Mars (NRC, 2012). The work described in this paper illustrates the potential of this technology toward enabling very high performance UVOIR astrophysics missions. In a literal sense, it has never been “dark time” for UVOIR space astronomers. Application of SEP to astrophysics can change that. In this paper, we illustrate an orbit transfer module design approach that can enable small payload programs across all NASA space science disciplines to benefit from this technology. In Appendix A, we further illustrate that launch vehicle and high power SEP systems under development for NASA’s Human Exploration Program can be utilized to enable a UVOIR flagship-class JWST successor mission to reach dark sky and thus achieve optimal performance per unit telescope aperture.
This study demonstrates that that SEP, used in conjunction Falcon 9 launch services, can enable a 700 kg Explorer
science payload to reach dark sky beyond the zodiacal background light. The study reported here utilized technologies that are currently ready for infusion into an Explorer program such that no enabling propulsion or communications technology development would be needed to begin mission development of an extra-zodiacal Explorer during this decade. We find that the observatory performance advantage, in terms of point source sensitivity or survey speed, is significant across the UVOIR spectrum and is most pronounced in the mid-infrared spectrum. We illustrate a design approach involving a SEP propulsion module that affords a clean interface to a wide range of Explorer payloads to enable support of multiple Explorer missions with minimum non-recurring engineering cost.
Acknowledgments
This work was supported by internal research and development funding of the NASA Goddard Space Flight Center and the NASA Glenn Research Center. We thank the Glenn COMPASS team for extensive engineering analysis and support.
Appendix A. The flagship-class UVOIR successor to the
JWST
In the above sections, we demonstrated the feasibility of enabling Explorer-class astrophysics missions to reach deep space dark sky orbits using technically mature SEP technologies. In this appendix, we briefly address the potential of higher power SEP and the Space Launch System (SLS), that are under development to support human deep space exploration, to also enable much heavier flagship-class robotic astrophysics space vehicles to reach dark sky. To address this question, we used the EMTG to assess feasibil-
ity of placing a 7000 kg space vehicle into a 2 AU 30 deg inclined dark sky orbit using SEP system parameters from the Asteroid Redirect Robotics Mission (ARRM) in conjunction with the Space Launch System (SLS) block 1 a.
A potential NASA astrophysics roadmap application corresponding to this case would be the Large UVOIR successor to the James Webb Space Telescope (JWST). A central science objective for this mission is exoplanet imagery and spectroscopy. Direct spectroscopy of an Earth-like exoplanet target (of order 30th magnitude) necessitates an extremely low noise sensor system that is limited by photon noise from the exoplanet’s continuum emission and that from the exo-IPD that may surround it. As illustrated in Fig. 11, maximizing point source sensitivity for this application or others, such as deep cosmology imagery, is facilitated by choice of a dark sky orbit in which the noise contribution of our solar system’s IPD is eliminated.

Kết quả (Việt) 1:

4. bản tóm tắt và kết luậnỨng dụng chín để vũ trụ Khoa học được công nhận như là một ưu tiên trong NRC Decadal khảo sát tầm nhìn và chuyến đi cho khoa học hành tinh vào thập kỷ 2013-2022 (NRC, năm 2011). Nó là một chìa khóa cho phép công nghệ cho con người thăm dò của sao Hỏa (NRC, 2012). Công việc được mô tả trong bài báo này minh họa tiềm năng của công nghệ này về hướng cho phép nhiệm vụ vật lý thiên văn UVOIR hiệu suất rất cao. Trong một nghĩa đen, nó chưa bao giờ là "thời gian tối" cho UVOIR space nhà thiên văn học. Ứng dụng của tháng chín cho vật lý thiên văn có thể thay đổi điều đó. Trong bài này, chúng tôi minh họa cho một quỹ đạo chuyển mô-đun thiết kế cách tiếp cận mà có thể cho phép chương trình trọng tải nhỏ trên tất cả các ngành khoa học không gian NASA để hưởng lợi từ công nghệ này. Trong phụ lục A, chúng ta tiếp tục minh họa rằng phương tiện phóng và quyền lực cao tháng chín hệ thống đang được phát triển cho chương trình thăm dò của con người của NASA có thể được sử dụng để cho phép một UVOIR soái hạm lớp JWST kế nhiệm vụ để tiếp cận với bầu trời tối và do đó đạt được hiệu suất tối ưu cho một đơn vị độ mở ống kính kính viễn vọng.Nghiên cứu này chứng tỏ rằng tháng chín đó, được sử dụng trong các kết hợp Falcon 9 khởi động dịch vụ, có thể kích hoạt một 700 kg Explorer Khoa học các trọng tải để tiếp cận với bầu trời tối vượt ra ngoài ánh sáng nền zodiacal. Nghiên cứu báo cáo ở đây sử dụng công nghệ hiện đang sẵn sàng cho truyền vào một chương trình khám phá mà không cho phép đẩy hoặc thông tin liên lạc công nghệ phát triển sẽ là cần thiết để bắt đầu nhiệm vụ phát triển của một nhà thám hiểm thêm zodiacal trong thập kỷ này. Chúng tôi thấy rằng đài quan sát hiệu suất lợi thế, trong điều khoản của nguồn điểm nhạy cảm hoặc khảo sát tốc độ, là đáng kể trên quang phổ UVOIR và đặt phát âm là trong quang phổ hồng ngoại giữa. Chúng tôi minh họa cho một cách tiếp cận thiết kế liên quan đến một mô-đun động lực chín dành một giao diện sạch sẽ để một dữ liệu rộng phạm vi của Explorer để cho phép hỗ trợ của nhiều nhiệm vụ Explorer với chi phí không định kỳ tối thiểu của kỹ thuật.AcknowledgmentsCông việc này được ủng hộ bởi nội bộ nghiên cứu và phát triển nguồn tài trợ của NASA Goddard Space Flight Center và Trung tâm nghiên cứu Glenn của NASA. Chúng tôi cảm ơn đội Glenn la bàn rộng rãi phân tích kỹ thuật và hỗ trợ.Phụ lục A. Người kế nhiệm UVOIR soái hạm lớp cácJWSTTrong phần ở trên, chúng tôi đã chứng minh khả năng tạo điều kiện cho Explorer lớp vật lý thiên văn nhiệm vụ để đạt được quỹ đạo bầu trời tối sâu không gian bằng cách sử dụng công nghệ kỹ thuật chín trưởng thành. Trong phụ lục này, chúng tôi một thời gian ngắn địa chỉ tiềm năng của quyền lực cao hơn chín và các Space khởi động hệ thống (SLS), mà đang được triển khai để hỗ trợ vũ trụ của con người thăm dò, cũng cho phép nhiều soái hạm hạng nặng hơn vật lý thiên văn Robot xe space để tiếp cận với bầu trời tối. Để giải quyết câu hỏi này, chúng tôi sử dụng EMTG để đánh giá feasibil-Anh của việc đặt một 7000 kg space xe vào một 2 AU 30 độ nghiêng quỹ đạo bầu trời tối bằng cách sử dụng tham số chín hệ thống từ các tiểu hành tinh chuyển hướng robot nhiệm vụ (ARRM) kết hợp với các Space khởi động hệ thống (SLS) khối 1 một.Một tiềm năng NASA vật lý thiên văn lộ trình ứng dụng tương ứng với trường hợp này sẽ là sự kế thừa lớn UVOIR để James Webb Space Telescope (JWST). Một mục tiêu trung tâm khoa học cho nhiệm vụ này là hình ảnh exoplanet và phổ học. Phổ học trực tiếp của một mục tiêu giống như trái đất exoplanet (của thứ tự cường độ 30) đòi hỏi một hệ thống cảm biến tiếng ồn cực kỳ thấp được giới hạn bởi photon tiếng ồn từ exoplanet liên tục phát thải và từ exo-IPD có thể bao quanh nó. Như minh họa trong hình 11, tối đa hóa nguồn điểm nhạy cảm cho ứng dụng này hoặc những người khác, chẳng hạn như hình ảnh vũ trụ học sâu sắc, tạo điều kiện của sự lựa chọn của một quỹ đạo bầu trời tối, đóng góp tiếng ồn của hệ mặt trời IPD loại bỏ.

Kết quả (Việt) 2:

4. Tóm tắt và kết luận
Ứng dụng của tháng chín đến khoa học không gian được thiết kế như là một ưu tiên trong NRC Decadal Khảo sát Vision và Voyages cho Planetary Science trong thập kỷ 2013-2022 (NRC, 2011). Đó là chìa khóa cho phép công nghệ thăm dò sao Hỏa của con người (NRC, 2012). Các công việc được mô tả trong bài viết này minh họa tiềm năng của công nghệ này cho phép đối với các nhiệm vụ UVOIR vật lý thiên văn hiệu suất rất cao. Trong một nghĩa đen, nó chưa bao giờ được "thời kì đen tối" cho các nhà thiên văn không gian UVOIR. Ứng dụng của tháng chín tới vật lý thiên văn có thể thay đổi điều đó. Trong bài báo này, chúng tôi minh họa một quỹ đạo chuyển giao phương pháp thiết kế mô-đun có thể cho phép các chương trình trọng tải nhỏ trên tất cả các ngành khoa học không gian NASA để được hưởng lợi từ công nghệ này. Trong phụ lục A, chúng tôi tiếp tục cho thấy rằng chiếc xe khởi động và công suất cao Tháng Chín hệ thống được phát triển cho chương trình thăm dò nhân của NASA có thể được sử dụng để cho phép một nhiệm vụ kế JWST UVOIR hạm-class để đạt bầu trời đêm và do đó đạt được hiệu suất tối ưu cho mỗi đơn vị kính khẩu độ.
Điều này Nghiên cứu chứng minh rằng đó SEP, sử dụng kết hợp các dịch vụ Falcon 9 ra mắt, có thể kích hoạt một 700 kg Explorer
trọng tải khoa học để đạt được bầu trời tối đen ngoài ánh sáng nền cung hoàng đạo. Các nghiên cứu báo cáo ở đây sử dụng công nghệ hiện đang có sẵn sàng cho truyền vào một chương trình Explorer như vậy mà không cho phép phát triển động cơ đẩy hoặc công nghệ truyền thông sẽ là cần thiết để bắt đầu phát triển sứ mệnh của một Explorer ngoài hoàng đạo trong thập kỷ này. Chúng tôi thấy rằng các lợi thế thực hiện quan trắc, về độ nhạy cảm nguồn điểm hay tốc độ khảo sát, có ý nghĩa trên toàn bộ phổ UVOIR và được phát âm nhất trong phổ hồng ngoại. Chúng tôi minh họa một cách tiếp cận thiết kế liên quan đến một mô-đun đẩy Tháng chín mà dành một giao diện sạch sẽ để một loạt các trọng tải Explorer cho phép hỗ trợ của nhiều cơ quan đại diện Explorer với-kỳ không chi phí tối thiểu về kỹ thuật.
Lời cảm ơn
Công trình này được hỗ trợ bởi nghiên cứu và phát triển nguồn vốn nội bộ của Trung tâm NASA Goddard Space Flight và Trung tâm nghiên cứu Glenn của NASA. Chúng tôi cảm ơn đội Glenn COMPASS cho phân tích kỹ thuật rộng rãi và hỗ trợ.
Phụ lục A. Các UVOIR hạm-class kế thừa cho
JWST
Trong các phần trên, chúng tôi đã chứng minh tính khả thi của việc cho phép cơ quan đại diện Explorer-class vật lý thiên văn để đạt được không gian sâu quỹ đạo bầu trời đen tối bằng kỹ thuật trưởng thành công nghệ SEP. Trong phụ lục này, chúng tôi một thời gian ngắn giải quyết các tiềm năng của năng lượng cao hơn tháng chín và Launch System Space (SLS), đang được phát triển để hỗ trợ thăm dò không gian sâu thẳm của con người, để cho phép cũng nặng hơn nhiều hạm-class robot xe không gian vật lý thiên văn để đạt bầu trời tối đen. Để giải quyết câu hỏi này, chúng tôi sử dụng để đánh giá EMTG feasibil-
ity của việc đặt một chiếc xe không gian 7000 kg vào 2 AU 30 ° nghiêng tối trời quỹ đạo sử dụng các thông số hệ thống tháng chín từ các tiểu hành tinh Redirect Robotics Mission (ARRM) kết hợp với Space Launch System (SLS) block 1 a.
Một ứng dụng vật lý thiên văn NASA lộ tiềm năng tương ứng với trường hợp này sẽ là UVOIR kế lớn với James Webb Space Telescope (JWST). Một mục tiêu khoa học trung cho nhiệm vụ này là hình ảnh hành tinh ngoại và quang phổ. Quang phổ trực tiếp của một hành tinh ngoài hệ mục tiêu giống như Trái Đất (trật tự 30 độ) đòi hỏi một hệ thống cảm biến độ nhiễu cực thấp được giới hạn bởi tiếng ồn từ photon phát xạ liên tục của hành tinh ngoại và từ exo-IPD có thể bao quanh nó. Như được minh họa trong hình. 11, tối đa hóa nguồn nhạy điểm cho ứng dụng này hoặc những người khác, chẳng hạn như hình ảnh vũ trụ học sâu sắc, được hỗ trợ bởi sự lựa chọn của một bầu trời đen tối quỹ đạo, trong đó sự đóng góp tiếng ồn của hệ thống năng lượng mặt trời của chúng ta IPD được loại bỏ.