Космічна програма Discovery () — серія недорогих (порівняно з програмами New Frontiers або Flagship) місій НАСА з дослідження Сонячної системи. Програма була заснована у 1990 році для реалізації політики щодо нових космічних досліджень тодішнього керівника НАСА — «Швидше, краще, дешевше». У традиційних місіях НАСА цілі й завдання плануються заздалегідь, після чого починається пошук претендентів на проведення місії. Натомість місії за програмою Discovery визначаються шляхом аналізу пропозицій, які може висунути будь-хто, після чого здійснюється їх експертна оцінка. Місії обираються на конкурсній основі. Відібрані місії очолює вчений, який називається Головним дослідником. Комісія з вибору місій може складатися з представників промисловості, малого бізнесу, державних лабораторій і університетів. Усі місії, здійснені в рамках програми Discovery, доповнили наші знання щодо Сонячної системи.
Програма Discovery також включає «Місії можливостей» (Missions of Opportunity), які фінансують участь США в космічних апаратах інших космічних агентств, — наприклад, шляхом надання наукових приладів. Вона також може бути використана для перепрофілювання існуючого космічного апарата НАСА для нової місії.
4 січня 2017 року НАСА анонсувала наступні місії за програмою (13 та 14), були обрані дві місії: «Люсі» — для відвідання кількох астероїдів і троянців і «Психея» — для відвідання астероїда Психея. Станом на червень 2021 року останніми обраними місіями Discovery були VERITAS і DAVINCI — відповідно, 15-та і 16-та місії програмиhttps://www.science.org/content/article/updated-nasa-taps-missions-tiny-metal-world-and-jupiter-trojans.
Історія У 1989 році відділ дослідження Сонячної системи ініціював кілька робочих зустрічей з метою виробити нову стратегію для досліджень до 2000 року. Список містив «Програму невеликих місій» (ПНМ), які матимуть відносно низьку вартість і даватимуть змогу вирішувати наукові завдання за відносно короткий час. Було прискорено вивчення пропозицій щодо місій для програми, а фінансування розпочалось уже в 1990 р. Нова програма була названа Discovery. Група експертів оцінила ряд концептів місій, які можуть бути реалізовані в рамках встановленого бюджету.
Першою місією, яка була обрана, стала The Near Earth Asteroid Rendezvous — Shoemaker (NEAR Shoemaker), вона була запущена 17 лютого 1996 року. Друга місія, Mars Pathfinder, була запущена 4 грудня 1996 року, були випробовані і продемонстровані ряд новаторських, економічних і високоефективних підходів до розробки космічних апаратів. Серед них — надувні подушки безпеки, які допомогли роверу «Соджорнер» витримати посадку на Марс. Слід зазначити, що дослідницькі марсоходи «Оппортьюніті» і «Спіріт» не були частиною програми Discovery, вони використовували систему посадки Mars Pathfinder. Місії «Фенікс» і MAVEN належать до програми «Програми дослідження Марса», а не Discovery.
Хронологія місій
Місії
Окремі місії
NEAR Shoemaker (місія № 1) — місія з вивчення астероїда 433 Ерос. Запущена 17 лютого 1996 року, апарат вийшов на орбіту Ероса у 2000 році та успішно здійснив посадку рік по тому. Були успішно здійснені головна і розширена місії. Mars Pathfinder (місія № 2) — посадковий апарат для доставки до поверхні Марса ровера «Соджорнер». Місія запущена в 1996 році і здійснила приземлення 4 липня 1997 року. Були успішно здійснені головна і розширена місії. Lunar Prospector (місія № 3) — орбітальний апарат Місяця, запущений для характеризування мінералів Місяця. Запущений у 1998 році, працював на орбіті Місяця півтора року. Були успішно здійснені головна і розширена місії. Апарат був знищений шляхом зіткнення з поверхнею Місяця. «Стардаст» (місія № 4) — місія для збору міжзоряного пилу і частинок пилу з ядра комети 81P/Вільда і доставки зразків на Землю. Запущена у 1999 році, апарат успішно зібрав зразки у 2000—2004 роки, після чого зразки в капсулі були повернуті на Землю — 15 січня 2006 р. Науковці зі всього світу отримали можливість вивчати зразки пилу з комети через проєкт . Космічному апарату була поставлена нова мета, названа Stardust-NExT, — знову відвідати комету 9P/Темпеля й оглянути кратер, у який було спрямовано для знищення апарат Deep Impact. 24 березня 2011 року, після закінчення головної й додаткової місій, в апарата закінчилось паливо. Genesis (місія № 5) — місія зі збору заряджених частинок сонячного вітру для аналізу на Землі. Запущена у 2001 році, апарат збирав зразки у 2002—2003 роках. У вересні 2004 року капсула зі зразками, внаслідок помилки парашутів, розбилась у пустелі Юта. Проте зразки сонячного вітру збереглись, і їх можна було вивчати. CONTOUR (місія № 6) — невдала місія з вивчення комет Енке і . Місія була запущена у 3 липня 2002 року. Після того як твердопаливний ракетний двигун вивів КА на геліоцентричну орбіту 15 серпня 2002 року, контакт з апаратом був втрачений. НАСА заявило:Комісія з розслідування дійшла висновку, що імовірною причиною невдачі було руйнування конструкції космічного апарата через нагрів твердопаливного ракетного двигуна. MESSENGER (місія № 7) — перша місія з вивчення Меркурія з орбіти. Наукові цілі апарата забезпечили перші фотографії всієї планети, була зібрана деталізована інформація щодо складу і структури кори Меркурія, її геологічної історії, походження тонкої атмосфери, активність магнітосфери, структуру ядра і полюсів. Місія була запущена 3 серпня 2004 року, апарат вийшов на орбіту Меркурія 18 березня 2011 року. Головна місія була завершена 17 березня 2012 року. Було сфотографовано 100 % поверхні Меркурія. 30 квітня 2015 року, після завершення розширеної місії і по закінченню палива, апарат був зміщений з орбітиFarewell, MESSENGER! NASA Probe Crashes Into Mercury . Mike Wall. Space News April 30, 2015.. Deep Impact (місія № 8) — апарат був запущений 12 січня 2005 року і вперше в історії скинув на комету 9P/Темпеля зонд, який протаранив її поверхню та сфотографував її з близької відстані. Після успішного завершення місії апарат був введений у стан гібернації і був знову активований для здійснення нової місії — EPOXI. Dawn (місія № 9) — місія була запущена 27 вересня 2007 року для вивчення двох найбільших об'єктів поясу астероїдів — Вести і карликової планети Церери. Апарат досяг Вести у липні 2011 року і завершив вивчення Вести у вересні 2012-го і на 2017 рік перебував на орбіті Церери, до якої апарат прибув у березні 2015 року. КА використовує іонні двигуни для транспортування до обох об'єктів, що не здійснювалося раніше. Kepler (місія № 10) космічна обсерваторія для дослідження структури і різноманітності систем з екзопланетами. Особливий акцент робиться на виявленні екзопланет земного типу. Обсерваторія була запущена 7 березня 2009 року, а перші відкриті екзопланети були анонсовані у січні 2010 року. Gravity Recovery and Interior Laboratory, (GRAIL) (місія № 11) — програма вивчення гравітаційного поля і внутрішньої будови Місяця космічними апаратами. Запуск відбувся у вересні 2011 року. Апарат був примусово зруйнований шляхом зіткнення з поверхнею Місяця 17 грудня 2012 року. InSight (місія № 12) — посадковий апарат, призначений для вивчення структури і складу внутрішньої частини Марса, також отримані дані дадуть змогу зрозуміти формування й еволюцію планет земної групи. Запуск відбувся 5 травня 2018 року. 26 листопада 2018 року зонд InSight здійснив посадку на Марсі. У грудні 2018 року космічний зонд InSight передав на Землю аудіозапис вітру. «Люсі» — (місія № 13) — місія з відвідання шістьох троянських астероїдів Юпітера для кращого розуміння формування Сонячної системи. Запуск здійснений 16 жовтня 2021 року. «Психея» (місія № 14) — орбітальний апарат здійснить подорож до астероїда Психея — найбільшого з відомих залізовмісного астероїда Головного поясу, можливо. Астероїд має залізне ядро протопланетиJOURNEY TO A METAL WORLD: CONCEPT FOR A DISCOVERY MISSION TO PSYCHE . (PDF) 45th Lunar and Planetary Science Conference (2014). Запуск успішно здійснено 13 жовтня 2023 року ракетою Falcon Heavy компанії SpaceX.
Місії підпрограми Missions of Opportunity
НАСА також приймає пропозиції щодо фінансування окремих дослідницьких інструментів або обладнання для місій, які не розробляються НАСА. Ці можливості реалізовані через програму Mission of Opportunity.
Moon Mineralogy Mapper — спроєктований НАСА інструмент розміщений на індійському орбітальному апараті «Чандраян-1». Запущений 22 жовтня 2008 року. Був спроєктований для дослідження мінерального складу Місяця. Віднайдення води на Місяці було анонсовано у вересні 2009 року, через місяць місія була завершена. EPOXI — місія була запущена у 2007 році. Існує дві місії для існуючого апарата Deep Impact відносно комети 9P/Темпеля — The Extrasolar Planet Observations and Characterization (EPOCh) — місія використовувала камеру високої роздільної здатності апарата Deep Impact у 2008 році для деталізації інформації щодо відомих гігантських екзопланет, які обертаються довкола інших зірок, пошук екзопланет у системах. — Deep Impact eXtended Investigation of Comets (DIXI) — місія використовувала КА Deep Impact для обльоту другої комети — 103P/Гартлі. Мета — сфотографувати ядро для розуміння відмінності комет. Обліт комети був успішно здійснений, найближче зближення відбулось 4 листопада 2010 року. New Exploration of Tempel 1 (NExT) — нова місія КА Stardust для обльоту комети 9P/Темпеля у 2011 році і відзначити зміни у структурі, які відбулись з кометою після її відвідування у липні 2005 року. Наприкінці 2005 року комета наблизилась до Сонця і, відповідно, відбулись зміни на поверхні комети. Обліт був успішно здійснений 15 лютого 2011 р. ASPERA-3 — інструмент сконструйований для вивчення взаємодії між сонячним вітром і атмосферою Марса. Інструмент встановлений на орбітальний космічний апарат ЄКА — «Марс-експрес». Запуск відбувся у червні 2003 року. Апарат перебуває на орбіті з грудня 2003 року. Strofio — мас-спектрометр, частина інструменту SERENA (ЄКА), який буде встановлений на КА BepiColombo — це орбітальний апарат для вивчення атомів і молекул атмосфери Меркурія.
Приклади місій Io Volcano Observer Comet Hopper (CHopper) Titan Mare Explorer (TiME) Психея Mars Geyser Hopper Red Dragon
Процес обрання місій
1-ша і 2-га місії
Перша і друга місії за програмою були Mars Pathfinder і Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) (пізніше NEAR Shoemaker). Ці місії не відбирались тим способом, що наступні, бо на початок формування програми вже були в процесі розробки. Mars Pathfinder використав технологію, яка розроблялась для програми (MESUR). Крім того, однією з цілей Pathfinder була підтримка програми Mars Surveyor. Пізніше використовувався більш послідовний процес вибору місій.
Вибір місії NEAR має свої особливості: коли була заснована програма, у 1990 році, робоча група рекомендувала зробити першою місією дослідження навколоземного астероїда. Список пропозицій щодо місій до близького до Землі астероїда був опублікований у 1991 році. Місія NEAR була обрана у грудні 1993 року після дворічної розробки. NEAR був запущений 15 лютого 1996 року і прибув на орбіту астероїда Ерос 14 лютого 2000 року. Mars Pathfinder був запущений 4 грудня 1996 року і здійснив посадку на Марс 4 липня 1997 року разом із першим ровером НАСА.
3-тя і 4-та місії
У серпні 1994 року НАСА анонсувала відбір нових двох місій для програми. Існувало 28 пропозицій, відібраних НАСА жовтні 1994 року. У лютому 1995 року була обрана місія Lunar Prospector — орбітальна місія до Місяця. Залишились ще три півфіналісти для 4-ї місії. У листопаді 1995 року була обрана місія Stardust — місія з повернення зразків з комети.
5-та і 6-та місії
У жовтні 1997, НАСА обрала місії Genesis і Contour серед 34 пропозицій, що були представлені у грудні 1996 року.
7-ма і 8-ма місії