Миссия НАСА «Новые горизонты» многому научила нас о Плутоне, планете ледяных карликов. Но космический корабль пролетел мимо Плутона так быстро, что мы получили изображения с высоким разрешением только одной стороны планеты, так называемой «стороны столкновения». Новые Горизонты дали нам большой скачок в понимании, но в некотором смысле он задал больше вопросов, чем ответил.
Следующим шагом явно является орбитальный аппарат, и теперь НАСА начинает серьезно его рассматривать.
НАСА предоставило финансирование Юго-Западному исследовательскому институту (SWRI), чтобы начать разработку этой идеи. SwRI поручено исследовать «важные атрибуты, осуществимость и стоимость возможной будущей миссии орбитального спутника Плутона».
Это далеко не верная вещь. Это исследование является одним из 10, одобренных НАСА в преддверии следующего Десятилетнего обзора планетарной науки. В ходе исследования будут разработаны требования к проектированию орбитального аппарата и его полезной нагрузки, сделаны некоторые предварительные оценки затрат и оценены риски для новых технологий, необходимых для миссии. Результаты этого исследования будут переданы в Национальное академическое планетарное десятилетие, которое начнется в 2020 году.
Новые Горизонты посетили Плутон, прежде чем отправиться глубже в Пояс Койпера и посетить MU69 2014, Объект Пояса Койпера (KBO), также известный как Ultima Thule. Космический корабль может даже посетить третий КБО. Предложенный Орбитальный аппарат Плутона будет следовать аналогичному пути.
«Мы рады, что имеем возможность сообщить об этом обсуждении в рамках десятилетнего опроса», - говорит доктор Карли Хоутт из SwRI, который возглавляет эту работу. «Наша миссия заключается в том, чтобы отправить один космический корабль на орбиту Плутона на два земных года, прежде чем улететь, чтобы посетить хотя бы одну КБО и еще одну карликовую планету КБО».
Предыдущая работа SwRI по орбите Плутона заложила основу для этого исследования. В 2018 году SwRI использовала собственные исследовательские фонды для разработки идеи об орбитальном туре, который может исследовать Плутон, а затем направиться дальше в пояс Койпера.
«… Можно использовать гравитационные помощники с самой большой луны Плутона, Харона, чтобы покинуть орбиту Плутона и вернуться в пояс Койпера…»
Доктор Алан Стерн, Юго-Западный исследовательский институт
«В исследовании, финансируемом SwRI, которое предшествовало этому новому исследованию, финансируемому НАСА, мы разработали орбитальный тур по системе Плутона, показывающий, что миссия была возможна с запланированными средствами запуска ракет и существующими электрическими силовыми установками», - говорит доктор Алан Стерн, главный исследователь SwRI. миссии New Horizons, а также исследования, финансируемого SwRI. «Мы также показали, что можно использовать гравитационные помощники с самой большой луны Плутона, Харона, чтобы покинуть орбиту Плутона и вернуться в пояс Купера для исследования большего количества КБО, таких как MU69, и, по крайней мере, еще одной карликовой планеты для сравнения с Плутоном. »
Основным препятствием в миссии орбитального аппарата к Плутону является топливо. Требуется много топлива, чтобы вращаться вокруг Плутона и изучать его луны, его атмосферу, его взаимодействия солнечного ветра и другие аспекты системы Плутона. Но исследование 2018 года показало, что орбитальный аппарат Плутона мог использовать гравитационные ускорители со спутника Харона Плутона для изучения Плутона в течение нескольких лет и мог использовать ту же самую гравитационную помощь, чтобы углубиться в пояс Койпера. Это похоже на то, как в миссии Кассини использовалась большая луна Сатурна Титан.
«Это потрясающе», - сказал Стерн об исследовании 2018 года. «Ранее НАСА и планетарное научное сообщество считали, что следующим шагом в исследовании пояса Койпера будет выбор между« углублением »в изучении Плутона и его лун или« расширением »путем изучения более мелких объектов пояса Койпера и другой карликовой планеты для сравнение с Плутоном. Обсуждается планетарное научное сообщество, что стало правильным следующим шагом. Наши исследования показывают, что вы можете выполнить обе задачи в одной миссии: это изменит правила игры ».
План на 2018 год также предусматривал тесную встречу с Хароном, крупнейшим спутником Плутона, а также с другими лунными мухами.
Тиффани Финли (Tiffany Finley) - ведущий разработчик программного обеспечения в отделе космической науки и техники SwRI. «Этот тур далек от оптимизации, но он способен совершить пять или более облетов каждой из четырех маленьких лун Плутона, в то же время исследуя полярные и экваториальные области Плутона с помощью смены плоскости», - сказал Финли. «План также предусматривает обширную тесную встречу с Хароном, прежде чем погрузиться в атмосферу Плутона для отбора проб, прежде чем корабль в последний раз использует Харона, чтобы сбежать в Пояс Купера для новых заданий», - сказала она.
Исследование 2018 года также показало, что орбитальный аппарат Плутона может использовать ту же ксеноновую ионную двигательную установку, что и миссия «Рассвет», для поездки к другим объектам пояса Койпера. Это также показало, что орбитальный аппарат может выйти на орбиту вокруг другой карликовой планеты в поясе Койпера.
«Кто бы мог подумать, что одна миссия, использующая уже имеющиеся электрические двигатели, могла бы сделать все это?» Стерн рассказал об исследовании 2018 года. «Теперь, когда наша команда показала, что планетарному научному сообществу не нужно выбирать между орбитальным аппаратом Плутона или облетами других тел в поясе Койпера, но они могут иметь и то и другое, я называю эту комбинированную миссию« золотым стандартом »для будущего Плутона и разведка пояса Койпера.
Есть несколько препятствий, с которыми должен столкнуться Орбитер Плутона. Одним из них является передача данных. У New Horizons было всего 16 ГБ хранилища данных, и на передачу всех данных из пролета Плутона на Землю ушло 16 месяцев. Это, очевидно, не будет работать для орбитального аппарата. Это просто, чтобы увеличить объем хранения данных, но потребуется гораздо более мощная система передачи данных.
Это хороший признак того, что НАСА приняло решение о финансировании более подробного исследования предложения SwRI по Плутону. SwRI имеет большой опыт управления миссиями, включая Juno, New Horizons и IBEX. Они также разработали технологии и инструменты для множества миссий НАСА и ЕКА.
Благодаря New Horizons мы знаем, что Плутон намного сложнее, чем мы думали. Мы знаем, что поверхность Плутона гораздо более активна, чем мы могли себе представить. Мы знаем, что у Плутона есть атмосфера, и мы думаем, что у Плутона когда-то была жидкость на его поверхности. У Плутона также может быть подземный океан, возможно, связанный с так называемым сердцем Плутона, регионом Томбо.
Новые Горизонты действительно только дали нам снимок Плутона. Это чрезвычайно соблазнительный снимок, но полет длился всего около 24 часов, и есть чему поучиться.
Больше:
- Пресс-релиз: SWRI TO PLANO PLUTO ORBITER MISSION
- Пресс-релиз 2018 года: SWRI TEAM ОСУЩЕСТВЛЯЕТ ПРОБЛЕМУ ИЗУЧЕНИЯ МИССИИ PLUTO ORBITER
- НАСА: год спустя: 10 лучших открытий New Horizons в Плутоне
