ESA  Uranus  Mission,  DPS  2015   1  Ice  Giant  Workshop,  DPS  2015  

URANUS  MISSIONS  WITHIN  ESA’S  COSMIC  VISION  

Leigh Fletcher, Chris Arridge, Diego Turrini, Paolo Tortora. Nicholas Andre, Laurent Lamy, Mark Hofstadter, Richard Ambrosi and the Uranus Pathfinder Consortium

ESA  Uranus  Mission,  DPS  2015   2  

European Uranus Proposals•  2010:  1st  Uranus  Pathfinder  Proposal  (M3)  •  2013:  3x  Ice  Giant  science  cases  proposed  for  

L2/L3.  –  “Study  of  the  icy  giants  to  be  a  theme  of  very  high  

science  quality  and  perfectly  fi:ng  the  criteria  for  an  L-‐class  mission”  

–  “SSC  recommends  that  every  effort  is  made  to  pursue  this  theme  through  other  means,  such  as  cooperaAon  on  missions  led  by  partner  agencies.”  

•  Jan  2015:  2nd  Uranus  Pathfinder  Proposal  (M4)  –  High  cost  (>450M€),  power/mass  constrained  –  Req.  NASA  launcher/RTG  –  Long  duraRon/low  margins  –  European  RPS  deemed  ‘unrealisRc’  

•  2016:  M5  Call  for  Proposals.  –  Down-‐selecRon  ~  2018.  –  Launch  2029-‐2030  –  Explicitly  menRons  “proposing  a  mission  with  an  

enabling  contribuAons  from  a  partner  agency  or  ESA  contribuAons  to  a  partner-‐led  mission.”  

ESA  Uranus  Mission,  DPS  2015   3  

M4 Outline (Similar for M5?)

MISSION  PROFILES  •  3-‐axis  stabilised  Rose]a/JUICE/Mars  

Express  pla`orm.  •  OpSon  1:    ESA/NASA  Orbiter  

Bilateral  –  Launch:  Atlas  V  551  Jan  2025.  –  VEE  Transfer,  UOI  November  2037  (12.8  

yr  cruise).  –  Quasi-‐hibernaRon  during  cruise.  –  45-‐day  polar  orbit,  16-‐orbit  science  

phase.  –  US  launch  vehicle  and  4x  MMRTGs.  

•  OpSon  2:    ESA  Only  Flyby  –  Launch:  Soyuz-‐Fregat  –  Flyby  in  June  2040;  15.6  year  cruise  

phase  with  VEE  transfer.  –  ESA  RPS  based  on  241Am  (8  RTGs)  

A.  Uranus  as  an  Ice  Giant  B.  Uranus’  Icy  Planetary  System  C.  Uranus’  Magnetosphere  &  Aurorae  

PAYLOAD  •  Downlink:  6.8  kbits/s  (0.2  Gbits/day  

for  1  ground-‐staRon).  •  Baseline  (Orbiter):  

–  Narrow  Angle  Camera  –  VNIR  Imaging  Spectrometer  –  Thermal  Bolometer  –  Radio  Science  w/USO  (now  TRL5)  –  Magnetometer  –  Radio  &  Plasma  Wave  Instrument  –  Plasma  Detector  

•  Upscope:  –  Dust  Detector  –  ENA  Camera  –  INMS  –  Thermal-‐IR  Spectrometer  –  UV  Spectrometer  –  EnergeRc  ParRcle  Detector  –  Accelerometer  

ESA  Uranus  Mission,  DPS  2015   4  

ESA M-Class Discussion Points•  Power:  European  RPS  development  ongoing  with  

aim  for  flight  instrument  2028.  –  European  radioisotope  producRon  capability,  

encapsulaRon  technologies  and  safety,  power  conversion  technologies  (thermoelectric  and  sRrling)  and  radioisotope  heater  units  (RHUs)  aim  for  TRL4  by  2018.  

–  Current  roadmap  aims  for  TRL8  by  2028.  –  ConRnuity  of  funding  is  major  risk.  

•  Cost  Realism:      –  Bilaterals  almost  certainly  necessary,  req.  inter-‐

agency  discussions  in  short  term.  •  InternaSonal  CollaboraSon:  

–  Risk  of  ESA  junior  partnership  in  NASA  mission.  –  Req.  for  NASA  junior  partnership  in  ESA-‐led  mission  

–  commit  to  Phase  A.  –  Challenges  of  ESA-‐only  mission.  

•  Mee6ng  of  Uranus  Pathfinder  steering  group  with  ESA  at  ESTEC,  November  26th  2015.