30 gadu laikā ar kodolenerģiju darbināma kosmosa izpētes misija uz Neptūnu un tā pavadoņiem varētu sākt atklāt dažus no mūsu Saules sistēmas visneizturīgākajiem noslēpumiem par planētu veidošanos - un nesen atklātos, kas izveidojās ap citām zvaigznēm.
Šis nākotnes redzējums ir uzmanības centrā 12 mēnešu plānošanas pētījumā, ko veica daudzveidīga ekspertu grupa, kuru vadīja Boeing Satellite Systems un finansēja NASA. Tas ir viens no 15 “Vision Mission” pētījumiem, kuru mērķis ir izstrādāt koncepcijas Amerikas Savienoto Valstu ilgtermiņa kosmosa izpētes plānos. Neptūna komandas loceklis un radio zinātnieks profesors Pols Stefss no Džordžijas Tehnoloģiju institūta Elektriskās un datortehnikas skolas sauc misiju par “izcilāko dziļā kosmosa izpētē”.
NASA ir veikusi plašas misijas uz Jupiteru un Saturnu, ko dēvē par “gāzes milžiem”, jo tos pārsvarā veido ūdeņradis un hēlijs. Līdz 2012. gadam šie pētījumi būs ieguvuši būtisku informāciju par šo planētu ķīmiskajām un fizikālajām īpašībām. Mazāk ir zināms par Neptūnu un Urānu - “ledus milžiem”.
"Tā kā tie atrodas tālāk, Neptūns un Urāns attēlo kaut ko tādu, kas satur vairāk oriģināla - lai izmantotu" Karla saganismu "-" saules lietas "vai miglāju, kas kondensējās, veidojot planētas," sacīja Steffes. “Neptūns ir retāka planēta. To mazāk ietekmē saules tuvumā esošie materiāli, un tam bija mazāk sadursmju ar komētām un asteroīdiem. Tas vairāk pārstāv pirmatnējo Saules sistēmu nekā Jupiters vai Saturns. ”
Arī tāpēc, ka Neptūns ir tik auksts, tā struktūra atšķiras no Jupitera un Saturna. Neptūna izcelsmes un struktūras izpētes misija - kuru paredzēts sākt no 2016. līdz 2018. gadam un ierasties ap 2035. gadu - vairos zinātnieku izpratni par daudzveidīgu planētu veidošanos mūsu Saules sistēmā un citās, atzīmēja Steffes.
Misijas komanda ir arī ieinteresēta izpētīt Neptūna pavadoņus, īpaši Tritonu, kuru planētu zinātnieki uzskata par Kuipera jostas objektu. Šādas ledus bumbiņas ir mikroplanetes, kuru diametrs var sasniegt 1000 kilometrus un kuras parasti atrodas mūsu Saules sistēmas attālākajos reģionos. Balstoties uz līdzšinējiem pētījumiem, zinātnieki uzskata, ka Tritons nebija izveidots no Neptūna materiāliem, tāpat kā vairums pavadoņu, kas riņķo ap mūsu Saules sistēmas planētām. Tā vietā Tritons, iespējams, ir Kuipera jostas objekts, kurš nejauši tika ievilkts Neptūna orbītā.
"Tritons tika izveidots kā izeja kosmosā," sacīja Stīfss. “Tas pat nav Neptūna tuvs radinieks. Tas ir adoptēts bērns? Mēs uzskatām, ka Kuipera jostas objekti, piemēram, Tritons, bija mūsu saules sistēmas attīstības atslēga, tāpēc esam ļoti ieinteresēti apmeklēt Tritonu. ”
Lai arī viņi saskaras ar daudzām tehniskām problēmām - ieskaitot ieejas zondes dizainu un telekomunikāciju un zinātnisko instrumentu attīstību -, Neptune Vision misijas komanda ir izstrādājusi sākotnējo plānu. Komandas locekļi, ieskaitot Steffes, šoruden to ir prezentējuši dažādās zinātniskās sanāksmēs, lai rosinātu citu ekspertu atsauksmes. 17. decembrī viņi to atkal prezentēs Amerikas Ģeofiziskās savienības ikgadējā sanāksmē. Viņu galīgie ieteikumi ir jāsniedz NASA 2005. gada jūlijā.
Plāns ir balstīts uz kodolielektriskās piedziņas tehnoloģijas pieejamību, kas tiek izstrādāta NASA projektā Prometheus. Tradicionālā ķīmiskā raķete kosmosa kuģi palaistu no Zemes orbītas. Tad elektriskā vilces sistēma, ko darbina neliels kodoldalīšanās reaktors - modificēta zemūdens tipa tehnoloģija -, stumtu kosmosa kuģi līdz tā mērķim dziļajā kosmosā. Vilces sistēma radītu vilci, izraidot no motoriem elektriski lādētas daļiņas, ko sauc par joniem.
Lielās zinātniskās kravas dēļ, ko var pārvadāt un darbināt ar kodolenerģiju darbināms kosmosa kuģis, Neptūna misija satur daudz zinātnisku atklājumu, sacīja Steffes.
Misijā tiks izmantoti elektriskie un optiskie sensori, kas atradīsies uz orbitera, un trīs zondes, lai uztvertu Neptūna atmosfēras dabu, sacīja Steffes, planētu atmosfēras tālvadības sensoru eksperts. Konkrēti, misija apkopos datus par Neptūna atmosfēras elementu attiecībām attiecībā pret ūdeņradi un galvenajām izotopu attiecībām, kā arī uz planētas gravitācijas un magnētiskajiem laukiem. Tajā tiks pētīta globālā atmosfēras cirkulācijas dinamika, meteoroloģija un ķīmija. Tritonā divi krastmalas vāc atmosfēras un ģeoķīmisko informāciju netālu no geizeriem uz virsmas.
Misijas trīs iebraukšanas zondes nonāks Neptūna atmosfērā trīs dažādos platuma grādos - ekvatoriālajā zonā, vidējā platuma grādos un polārajā reģionā. Misijas izstrādātāji saskaras ar problēmu, izmantojot datu pārraidi no zondes caur Neptūna radioviļņus absorbējošo atmosfēru. Viņš atzīmēja, ka Steffes laboratorija Georgia Tech ir veikusi plašus pētījumus un guvusi pilnīgu izpratni par to, kā risināt šo problēmu.
Misijas komanda joprojām diskutē par to, cik dziļi zondes būtu jāizvieto Neptūna atmosfērā, lai iegūtu nozīmīgus zinātniskos datus. "Ja mēs izvēlamies pietiekami zemu radio signālu frekvenci, mēs varam samazināties līdz 500 līdz 1000 Zemes atmosfērām, kas ir 7500 mārciņu spiediena uz kvadrātcollu (PSI)," skaidroja Steffes. "Šis spiediens ir līdzīgs tam, ko piedzīvo zemūdene dziļajā okeānā."
Tomēr, pēc misijas komandas atmosfēras modelētāju domām, šāds dziļums, iespējams, nebūs vajadzīgs, sacīja Stefs. Zondes visvairāk informācijas varēs iegūt tikai 100 Zemes atmosfērās vai 1500 PSI.
Oriģinālais avots: Georgia Tech News Release
