Через 30 лет ядерная миссия по исследованию космоса в Нептун и его спутники может начать раскрывать некоторые из самых неуловимых секретов нашей солнечной системы о формировании ее планет - и недавно обнаруженных, которые развивались вокруг других звезд.
Это видение будущего является предметом 12-месячного исследования по планированию, проводимого разнообразной группой экспертов во главе с Boeing Satellite Systems и финансируемой НАСА. Это одно из 15 исследований «Vision Mission», предназначенное для разработки концепций в долгосрочных планах США по освоению космоса. Член команды Нептуна и ученый-радиолог профессор Пол Стеффес из Технологического института электротехники и вычислительной техники Джорджии называют миссию «окончательной в освоении дальнего космоса».
НАСА осуществило обширные миссии на Юпитер и Сатурн, называемые «газовыми гигантами», потому что они в основном состоят из водорода и гелия. К 2012 году эти исследования дадут значительную информацию о химических и физических свойствах этих планет. Меньше известно о Нептуне и Уране - «ледяных великанах».
«Поскольку они находятся дальше, Нептун и Уран представляют собой нечто, что содержит больше оригинала - использование« саганизма Карла »-« солнечного материала »или туманности, которая уплотняется, образуя планеты», - сказал Стеффес. «Нептун - более сырая планета. На него меньше влияют материалы, близкие к солнечному, и меньше столкновений с кометами и астероидами. Он более характерен для исконной солнечной системы, чем Юпитер или Сатурн ».
Кроме того, поскольку Нептун настолько холоден, его структура отличается от Юпитера и Сатурна. Миссия по изучению происхождения и структуры Нептуна, которую планируется запустить между 2016 и 2018 годами и прибудет около 2035 года, расширит понимание учеными разнообразных планетарных образований в нашей Солнечной системе и в других, отметил Стеффс.
Миссия также заинтересована в изучении спутников Нептуна, особенно Тритона, который, как полагают ученые-планетологи, является объектом пояса Койпера. Такие ледяные шары - это микропланеты диаметром до 1000 километров, которые обычно находятся в самых отдаленных районах нашей солнечной системы. Основываясь на исследованиях, проведенных на сегодняшний день, ученые считают, что Тритон не был сформирован из материалов Нептуна, как большинство лун, вращающихся вокруг нашей солнечной системы. Вместо этого Тритон, скорее всего, является объектом пояса Койпера, который был случайно втянут в орбиту Нептуна.
«Тритон сформировался в космосе», - сказал Стеффес. «Это даже не близкий родственник Нептуна. Это приемный ребенок? Мы считаем, что объекты пояса Койпера, такие как Тритон, были ключом к развитию нашей Солнечной системы, поэтому есть большой интерес к посещению Тритона ».
Несмотря на то, что они сталкиваются с рядом технических проблем, включая разработку входных зондов, телекоммуникации и разработку научных приборов, группа Neptune Vision Mission разработала первоначальный план. Члены команды, в том числе Штеффес, представляли его этой осенью на различных научных встречах, чтобы поощрять отзывы других экспертов. 17 декабря они снова представят его на ежегодном собрании Американского геофизического союза. Их окончательные рекомендации ожидаются от НАСА в июле 2005 года.
План основан на наличии технологии ядерно-электрических движителей, разрабатываемой в проекте Prometheus НАСА. Традиционная химическая ракета запустит космический корабль с орбиты Земли. Тогда электрическая силовая установка, приводимая в действие небольшим ядерным реактором деления - модифицированная технология типа подводной лодки - подтолкнет космический корабль к цели в дальнем космосе. Движительная система будет генерировать тягу, выталкивая электрически заряженные частицы, называемые ионами, из своих двигателей.
По словам Штеффеса, из-за большой научной полезной нагрузки, которую может нести ядерно-электрический космический корабль и приводить его в действие, миссия Нептуна имеет большие перспективы для научных открытий.
Миссия будет использовать электрические и оптические датчики на борту орбитального аппарата и три зонда для определения природы атмосферы Нептуна, сказал Стеффес, эксперт по дистанционному радионаблюдению планетных атмосфер. В частности, миссия будет собирать данные об атмосферных соотношениях Нептуна относительно водорода и основных изотопных соотношений, а также гравитации и магнитных полей планеты. Он будет изучать глобальную динамику атмосферной циркуляции, метеорологию и химию. На Тритоне два приземлителя будут собирать атмосферную и геохимическую информацию возле гейзеров на поверхности.
Три входных зонда миссии будут сброшены в атмосферу Нептуна на трех разных широтах - экваториальной зоне, средней широте и полярной области. Разработчики миссий сталкиваются с проблемой передачи данных с зондов через поглощающую радиоволны атмосферу Нептуна. Он отметил, что лаборатория Стеффеса в Georgia Tech провела обширные исследования и получила полное представление о том, как решить эту проблему.
Миссия все еще обсуждает, как глубоко зонды должны быть размещены в атмосфере Нептуна, чтобы получить значимые научные данные. «Если мы выберем достаточно низкую частоту радиосигналов, мы можем понизиться до 500–1000 атмосфер Земли, что составляет 7500 фунтов давления на квадратный дюйм (PSI)», - пояснил Стеффс. «Это давление похоже на то, что подводная лодка испытывает в глубоком океане».
Тем не менее, по словам Штеффеса, эта глубина, вероятно, не потребуется, как утверждают разработчики атмосферы миссии. Зонды смогут получать большую часть информации только при 100 земных атмосферах или 1500 фунт / кв.дюйм.
Первоначальный источник: Грузия Tech News Release
