Σε 30 χρόνια, μια πυρηνική αποστολή εξερεύνησης του διαστήματος στον Ποσειδώνα και τα φεγγάρια της μπορεί να αρχίσει να αποκαλύπτει μερικά από τα πιο αόριστα μυστικά του ηλιακού μας συστήματος σχετικά με τον σχηματισμό των πλανητών του - και πρόσφατα ανακάλυψαν αυτά που αναπτύχθηκαν γύρω από άλλα αστέρια.
Αυτό το όραμα του μέλλοντος είναι το επίκεντρο μιας μελέτης προγραμματισμού 12 μηνών που διεξήχθη από μια διαφορετική ομάδα εμπειρογνωμόνων με επικεφαλής την Boeing Satellite Systems και χρηματοδοτούμενη από τη NASA. Είναι μία από τις 15 μελέτες «Vision Mission» που αποσκοπούν στην ανάπτυξη εννοιών στα μακροπρόθεσμα σχέδια εξερεύνησης του διαστήματος των Ηνωμένων Πολιτειών. Μέλος της ομάδας του Ποσειδώνα και επιστήμονας ραδιοφώνου καθηγητής Paul Steffes από τη Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Γεωργίας, αποκαλεί την αποστολή «την απόλυτη εξερεύνηση του διαστήματος».
Η NASA έχει πετάξει εκτεταμένες αποστολές στον Δία και τον Κρόνο, που αναφέρονται ως «γίγαντες φυσικού αερίου» επειδή αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο. Έως το 2012, αυτές οι έρευνες θα έχουν αποφέρει σημαντικές πληροφορίες για τις χημικές και φυσικές ιδιότητες αυτών των πλανητών. Λιγότερα είναι γνωστά για τον Ποσειδώνα και τον Ουρανό - τους «γίγαντες του πάγου».
«Επειδή είναι πιο μακριά, ο Ποσειδώνας και ο Ουρανός αντιπροσωπεύουν κάτι που περιέχει περισσότερο από το πρωτότυπο - για να χρησιμοποιήσει ένα« Carl Saganism »-« ηλιακό υλικό »ή το νεφέλωμα που συμπυκνώθηκε για να σχηματίσει πλανήτες», δήλωσε ο Steffes. «Ο Ποσειδώνας είναι ένας ωμότερος πλανήτης. Επηρεάζεται λιγότερο από υλικά κοντά στον ήλιο και είχε λιγότερες συγκρούσεις με κομήτες και αστεροειδείς. Είναι πιο αντιπροσωπευτικό του αρχέγονου ηλιακού συστήματος από τον Δία ή τον Κρόνο. "
Επίσης, επειδή ο Ποσειδώνας είναι τόσο κρύος, η δομή του είναι διαφορετική από τον Δία και τον Κρόνο. Μια αποστολή για τη διερεύνηση της προέλευσης και της δομής του Ποσειδώνα - που αναμένεται να ξεκινήσει μεταξύ του 2016 και του 2018 και θα φτάσει γύρω στο 2035 - θα αυξήσει την κατανόηση των επιστημόνων για τον διαφορετικό πλανητικό σχηματισμό στο ηλιακό μας σύστημα και σε άλλους, σημείωσε ο Steffes.
Η ομάδα αποστολής ενδιαφέρεται επίσης να εξερευνήσει τα φεγγάρια του Ποσειδώνα, ειδικά το Triton, το οποίο οι πλανητικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι είναι ένα αντικείμενο ζώνης Kuiper. Τέτοιες μπάλες πάγου είναι μικροί πλανήτες που έχουν διάμετρο έως 1.000 χιλιόμετρα και βρίσκονται γενικά στις εξόχως απόκεντρες περιοχές του ηλιακού μας συστήματος. Με βάση τις μέχρι σήμερα μελέτες, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το Triton δεν σχηματίστηκε από υλικά του Ποσειδώνα, όπως τα περισσότερα φεγγάρια σε τροχιά γύρω από τους πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα. Αντ 'αυτού, το Triton είναι πιθανότατα ένα αντικείμενο ζώνης Kuiper που τραβήχτηκε κατά λάθος στην τροχιά του Ποσειδώνα.
«Ο Triton σχηματίστηκε στο διάστημα», είπε ο Steffes. «Δεν είναι καν συγγενής του Ποσειδώνα. Είναι υιοθετημένο παιδί ;. Πιστεύουμε ότι τα αντικείμενα της ζώνης Kuiper όπως το Triton ήταν καθοριστικής σημασίας για την ανάπτυξη του ηλιακού μας συστήματος, οπότε υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για την επίσκεψη στο Triton. "
Αν και αντιμετωπίζουν μια σειρά τεχνικών προκλήσεων - συμπεριλαμβανομένου του σχεδιασμού ανιχνευτών εισόδου και της ανάπτυξης τηλεπικοινωνιών και επιστημονικών οργάνων - η ομάδα αποστολής Neptune Vision ανέπτυξε ένα αρχικό σχέδιο. Τα μέλη της ομάδας, συμπεριλαμβανομένου του Steffes, το παρουσίασαν αυτό το φθινόπωρο σε μια ποικιλία επιστημονικών συναντήσεων για να ενθαρρύνουν τα σχόλια άλλων εμπειρογνωμόνων. Στις 17 Δεκεμβρίου, θα το παρουσιάσουν ξανά στην ετήσια συνάντηση της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης. Οι τελικές συστάσεις τους πρόκειται να πραγματοποιηθούν στη NASA τον Ιούλιο του 2005.
Το σχέδιο βασίζεται στη διαθεσιμότητα πυρηνικής-ηλεκτρικής πρόωσης που βρίσκεται υπό ανάπτυξη στο Project Prometheus της NASA. Ένας παραδοσιακός χημικός πύραυλος θα εκτοξεύσει το διαστημικό σκάφος από την τροχιά της Γης. Στη συνέχεια, ένα ηλεκτρικό σύστημα πρόωσης που τροφοδοτείται από έναν μικρό αντιδραστήρα πυρηνικής σχάσης - μια τροποποιημένη τεχνολογία τύπου υποβρυχίου - θα ωθήσει το διαστημικό σκάφος στον στόχο του στο βαθύ διάστημα. Το σύστημα πρόωσης θα δημιουργούσε ώθηση εκδιώκοντας ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια που ονομάζονται ιόντα από τους κινητήρες του.
Λόγω του μεγάλου επιστημονικού ωφέλιμου φορτίου που μπορεί να μεταφέρει και τροφοδοτεί ένα διαστημικό σκάφος με πυρηνικά ηλεκτρικά, η αποστολή του Ποσειδώνα υπόσχεται μεγάλη επιστημονική ανακάλυψη, δήλωσε ο Steffes.
Η αποστολή θα χρησιμοποιεί ηλεκτρικούς και οπτικούς αισθητήρες πάνω στον τροχιά και τρεις ανιχνευτές για την ανίχνευση της φύσης της ατμόσφαιρας του Ποσειδώνα, δήλωσε ο Steffes, ειδικός στην τηλεπισκόπηση των πλανητικών ατμοσφαιρών. Συγκεκριμένα, η αποστολή θα συλλέξει δεδομένα σχετικά με τις ατμοσφαιρικές στοιχειώδεις αναλογίες του Ποσειδώνα σε σχέση με το υδρογόνο και τις βασικές ισοτοπικές αναλογίες, καθώς και τη βαρύτητα και τα μαγνητικά πεδία του πλανήτη. Θα διερευνήσει την παγκόσμια δυναμική της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας, τη μετεωρολογία και τη χημεία. Στο Triton, δύο εκφορτωτές θα συγκεντρώσουν ατμοσφαιρικές και γεωχημικές πληροφορίες κοντά σε geysers στην επιφάνεια.
Οι τρεις ανιχνευτές εισόδου της αποστολής θα πέσουν στην ατμόσφαιρα του Ποσειδώνα σε τρία διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη - τη ζώνη του ισημερινού, ένα μεσαίο γεωγραφικό πλάτος και μια πολική περιοχή. Οι σχεδιαστές αποστολών αντιμετωπίζουν την πρόκληση της μετάδοσης δεδομένων από τους ανιχνευτές μέσω της ατμόσφαιρας που απορροφά ραδιοκύματα του Ποσειδώνα. Το εργαστήριο του Steffes στο Georgia Tech έχει πραγματοποιήσει εκτενή έρευνα και έχει αποκτήσει μια πλήρη κατανόηση του τρόπου αντιμετώπισης αυτού του προβλήματος, σημείωσε.
Η ομάδα της αποστολής εξακολουθεί να συζητά πόσο βαθιά θα πρέπει να αναπτυχθούν οι ανιχνευτές στην ατμόσφαιρα του Ποσειδώνα για τη λήψη σημαντικών επιστημονικών δεδομένων. "Εάν επιλέξουμε μια αρκετά χαμηλή συχνότητα ραδιοφωνικών σημάτων, μπορούμε να φτάσουμε στις 500 έως 1.000 ατμοσφαιρικές ατμόσφαιρες, που είναι 7.500 κιλά πίεσης ανά τετραγωνική ίντσα (PSI)", εξήγησε ο Steffes. «Αυτή η πίεση είναι παρόμοια με αυτή που βιώνει ένα υποβρύχιο στον βαθύ ωκεανό.»
Ωστόσο, αυτό το βάθος πιθανότατα δεν θα απαιτηθεί, σύμφωνα με τους ατμοσφαιρικούς μοντελιστές της ομάδας αποστολής, δήλωσε ο Steffes. Οι ανιχνευτές θα μπορούν να λαμβάνουν τις περισσότερες πληροφορίες μόνο σε 100 γήινες ατμόσφαιρες ή 1.500 PSI.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων Georgia Tech
