Η αποστολή New Horizons της NASA μάς έμαθε πολλά για τον Πλούτωνα, τον πλανήτη νάνος. Αλλά το διαστημικό σκάφος πέρασε γρήγορα από τον Πλούτωνα, έχουμε μόνο εικόνες υψηλής ανάλυσης από τη μία πλευρά του πλανήτη, τη λεγόμενη «πλευρά συνάντησης». Οι New Horizons μας έδωσαν ένα μεγάλο άλμα στην κατανόηση, αλλά κατά κάποιον τρόπο, έθεσε περισσότερες ερωτήσεις από ό, τι απάντησε.
Το επόμενο βήμα είναι σαφώς ένας τροχιάς, και τώρα η NASA αρχίζει να εξετάζει σοβαρά ένα.
Η NASA χορήγησε στο Southwest Research Institute (SwRI) χρηματοδότηση για να αρχίσει να αναπτύσσει την ιδέα. Το SwRI είναι επιφορτισμένο με τη διερεύνηση «των σημαντικών χαρακτηριστικών, της σκοπιμότητας και του κόστους μιας πιθανής μελλοντικής αποστολής τροχιακού Πλούτωνα».
Δεν είναι σίγουρο. Αυτή η μελέτη είναι μία από τις 10 εγκεκριμένες από τη NASA πριν από την επόμενη έρευνα πλανητικής επιστήμης Decadal. Η μελέτη θα αναπτύξει απαιτήσεις σχεδιασμού για έναν τροχιά και το ωφέλιμο φορτίο του, θα κάνει κάποιες προκαταρκτικές εκτιμήσεις κόστους και θα αξιολογήσει τους κινδύνους για νέες τεχνολογίες που απαιτούνται για την αποστολή. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης θα παραδοθούν στη Μελέτη Πλανητικής Δεκαδικής Εθνικής Ακαδημίας που ξεκινά το 2020.
Οι New Horizons επισκέφτηκαν τον Πλούτωνα πριν προχωρήσουν βαθύτερα στη ζώνη Kuiper και επισκέφθηκαν το 2014 MU69, ένα αντικείμενο ζώνης Kuiper (KBO) επίσης γνωστό ως Ultima Thule. Το διαστημικό σκάφος μπορεί ακόμη και να επισκεφτεί ένα τρίτο KBO. Ο προτεινόμενος Pluto Orbiter θα ακολουθούσε παρόμοια πορεία.
«Είμαστε ενθουσιασμένοι που έχουμε αυτήν την ευκαιρία να ενημερώσουμε τις αποφάσεις της δεκαετούς έρευνας με αυτήν τη μελέτη», δήλωσε η Dr. Carly Howett, η οποία ηγείται της προσπάθειας. «Η ιδέα της αποστολής μας είναι να στείλουμε ένα διαστημικό σκάφος σε τροχιά γύρω από τον Πλούτωνα για δύο χρόνια στη Γη πριν αποφύγει να επισκεφτεί τουλάχιστον ένα KBO και έναν άλλο πλανήτη νάνος KBO».
Η προηγούμενη δουλειά του SwRI σε έναν τροχιοδότη του Πλούτωνα έθεσε τα θεμέλια για αυτήν τη μελέτη. Το 2018, η SwRI χρησιμοποίησε τα δικά της ερευνητικά κεφάλαια για να αναπτύξει την ιδέα για μια τροχιακή περιοδεία που θα μπορούσε να διερευνήσει τον Πλούτωνα και στη συνέχεια να κατευθυνθεί περαιτέρω στη ζώνη Kuiper.
«… Είναι δυνατόν να χρησιμοποιήσουμε ασίστ με βαρύτητα από το μεγαλύτερο φεγγάρι του Πλούτωνα, τον Χάρον, για να ξεφύγουμε από την τροχιά του Πλούτωνα και να επιστρέψουμε στη ζώνη του Κουίπερ…»
Δρ. Alan Stern, Ινστιτούτο Νοτιοδυτικής Έρευνας
"Σε μια μελέτη που χρηματοδοτήθηκε από τη SwRI που προηγήθηκε αυτής της νέας μελέτης που χρηματοδοτήθηκε από τη NASA, αναπτύξαμε μια τροχιακή περιήγηση στο σύστημα του Πλούτωνα, δείχνοντας ότι η αποστολή ήταν δυνατή με προγραμματισμένα οχήματα εκτόξευσης ικανότητας και υπάρχοντα ηλεκτρικά συστήματα πρόωσης", δήλωσε ο Dr. Alan Stern, κύριος ερευνητής της SwRI της αποστολής New Horizons καθώς και της μελέτης που χρηματοδοτείται από το SwRI. «Επίσης, δείξαμε ότι είναι δυνατόν να χρησιμοποιήσουμε ασίστ με βαρύτητα από το μεγαλύτερο φεγγάρι του Πλούτωνα, τον Χάρον, για να ξεφύγουμε από την τροχιά του Πλούτωνα και να επιστρέψουμε στη ζώνη Kuiper για την εξερεύνηση περισσότερων KBO όπως το MU69 και τουλάχιστον έναν ακόμη πλανήτη νάνος για σύγκριση με τον Πλούτωνα. "
Το βασικό εμπόδιο σε μια αποστολή τροχιά στον Πλούτωνα είναι προωθητικό. Χρειάζεται πολύ προωθητικό για να περιστρέφεται γύρω από τον Πλούτωνα και να μελετά τα φεγγάρια του, την ατμόσφαιρα, τις αλληλεπιδράσεις του με τον ηλιακό άνεμο και άλλες πτυχές του συστήματος του Πλούτωνα. Ωστόσο, η μελέτη του 2018 έδειξε ότι ένας τροχίσκος του Πλούτωνα θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει υποβοήθηση βαρύτητας από τον δορυφόρο Charon του Πλούτωνα για να μελετήσει τον Πλούτωνα για αρκετά χρόνια και θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει την ίδια βοήθεια βαρύτητας για να κατευθυνθεί βαθύτερα στη ζώνη Kuiper. Αυτό είναι παρόμοιο με τον τρόπο με τον οποίο η αποστολή του Cassini χρησιμοποίησε τον μεγάλο Τιτάνα του Κρόνου.
"Αυτό είναι πρωτοποριακό", δήλωσε ο Stern για τη μελέτη του 2018. «Προηγουμένως, η NASA και η πλανητική επιστημονική κοινότητα πίστευαν ότι το επόμενο βήμα στην εξερεύνηση του Kuiper Belt θα ήταν να επιλέξει ανάμεσα σε« βαθιά »στη μελέτη του Πλούτωνα και των φεγγαριών του ή« να επεκταθεί »εξετάζοντας μικρότερα αντικείμενα Kuiper Belt και έναν άλλο πλανήτη νάνο για σύγκριση με τον Πλούτωνα. Η πλανητική επιστημονική κοινότητα συζήτησε το σωστό επόμενο βήμα. Οι μελέτες μας δείχνουν ότι μπορείτε να κάνετε και τα δύο σε μία αποστολή: είναι ένα παιχνίδι αλλαγής. "
Το σχέδιο του 2018 επέτρεψε επίσης μια στενή συνάντηση με τον Charon, τον μεγαλύτερο δορυφόρο του Πλούτωνα, καθώς και με άλλους σεληνιακούς flybys.
Η Tiffany Finley είναι επικεφαλής λογισμικού στο τμήμα Επιστήμης και Μηχανικής Διαστήματος της SwRI. «Αυτή η περιοδεία απέχει πολύ από τη βελτιστοποίηση, ωστόσο είναι ικανή να κάνει πέντε ή περισσότερες μύγες από καθένα από τα τέσσερα μικρά φεγγάρια του Πλούτωνα, ενώ εξετάζει τις πολικές και ισημερινές περιοχές του Πλούτωνα χρησιμοποιώντας αλλαγές αεροπλάνων», δήλωσε ο Φίνλι. «Το σχέδιο επιτρέπει επίσης μια εκτεταμένη στενή συνάντηση με τον Charon πριν βυθιστεί στην ατμόσφαιρα του Πλούτωνα για δειγματοληψία πριν το σκάφος χρησιμοποιήσει την Charon για τελευταία φορά για να δραπετεύσει στη ζώνη Kuiper για νέες εργασίες», είπε.
Η μελέτη του 2018 έδειξε επίσης ότι ένας Pluto Orbiter θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει το ίδιο σύστημα πρόωσης ιόντων xenon με την αποστολή της Dawn για να ταξιδέψει σε άλλα αντικείμενα ζώνης Kuiper. Έδειξε επίσης ότι ο τροχιάς μπορούσε να εισέλθει σε τροχιά γύρω από έναν άλλο νάνο πλανήτη στη ζώνη Kuiper.
«Ποιος θα πίστευε ότι μια μόνο αποστολή που θα χρησιμοποιεί ήδη διαθέσιμους ηλεκτροκινητήρες θα μπορούσε να κάνει όλα αυτά;» Ο Stern είπε για τη μελέτη του 2018. «Τώρα που η ομάδα μας έχει δείξει ότι η πλανητική επιστημονική κοινότητα δεν χρειάζεται να επιλέξει ανάμεσα σε έναν τροχιά Πλούτωνα ή flybys άλλων σωμάτων στη ζώνη Kuiper, αλλά μπορεί να έχει και τα δύο, αποκαλώ αυτή τη συνδυασμένη αποστολή το« χρυσό πρότυπο »για τον μελλοντικό Πλούτωνα και η εξερεύνηση της ζώνης Kuiper. "
Υπάρχουν πολλά εμπόδια που πρέπει να αντιμετωπίσει ένας Orbiter Pluto. Το ένα είναι η επικοινωνία δεδομένων. Οι New Horizons είχαν μόνο 16 GB αποθήκευσης δεδομένων και χρειάστηκαν 16 μήνες για να μεταδώσουν όλα τα δεδομένα τους από τον Πλούτωνα πτήση πίσω στη Γη. Αυτό προφανώς δεν θα λειτουργήσει για έναν τροχιά. Είναι απλό θέμα να αυξήσετε την αποθήκευση δεδομένων, αλλά θα χρειαστεί ένα πολύ πιο ισχυρό σύστημα μετάδοσης δεδομένων.
Είναι ένα καλό σημάδι ότι η NASA αποφάσισε να χρηματοδοτήσει μια πιο λεπτομερή μελέτη για την πρόταση του SwRI Pluto Orbiter. Το SwRI έχει ισχυρό ιστορικό διαχείρισης αποστολών, συμπεριλαμβανομένων των Juno, New Horizons και IBEX. Έχουν επίσης αναπτύξει τεχνολογίες και μέσα για πολλές αποστολές της NASA και της ESA.
Χάρη στους New Horizons, γνωρίζουμε ότι ο Πλούτωνας είναι πολύ πιο περίπλοκος από ό, τι νομίζαμε. Γνωρίζουμε ότι η επιφάνεια του Πλούτωνα είναι πολύ πιο ενεργή από ό, τι θα μπορούσαμε να φανταστούμε. Γνωρίζουμε ότι ο Πλούτωνας έχει μια ατμόσφαιρα και πιστεύουμε ότι ο Πλούτωνας κάποτε είχε υγρό στην επιφάνειά του. Ο Πλούτωνας μπορεί επίσης να έχει έναν υποθαλάσσιο ωκεανό, πιθανότατα συνδεδεμένο με την αποκαλούμενη καρδιά του Πλούτωνα, την περιοχή Tombaugh.
Οι New Horizons μας έδωσαν μόνο ένα στιγμιότυπο του Πλούτωνα. Είναι ένα εξαιρετικά δελεαστικό στιγμιότυπο, αλλά το flyby διήρκεσε μόνο περίπου 24 ώρες και υπάρχουν πολλά περισσότερα να μάθουμε.
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: SWRI TO PLANO PLUTO ORBITER MISSION
- Δελτίο Τύπου 2018: Η ΟΜΑΔΑ ΣΟΥΡΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΑ ΑΠΟΣΤΟΛΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗΣ
- NASA: Ένα χρόνο αργότερα: Οι 10 κορυφαίες ανακαλύψεις των New Horizons στον Πλούτωνα
