NASA TAGAD APSVER PLUTONA ORBITERA MISIJU

Send

NASA New Horizons misija mums daudz mācīja par Plutonu, ledus punduru planētu. Bet kosmosa kuģis tik ātri aizbrauca garām Plutonam, un mums bija tikai augstas izšķirtspējas attēli no vienas planētas puses, tā sauktā “sastapšanās puse”. New Horizons deva mums lielu izpratnes lēcienu, taču savā ziņā tas uzdeva vairāk jautājumu nekā atbildēja.

Nākamais solis noteikti ir orbīts, un tagad NASA sāk to nopietni apsvērt.

NASA ir piešķīrusi finansējumu Dienvidrietumu pētniecības institūtam (SwRI), lai sāktu idejas attīstību. SwRI uzdevums ir izpētīt “iespējamās nākotnes Plutona orbitera misijas svarīgos atribūtus, iespējamību un izmaksas”.

Tas nebūt nav skaidrs. Šis pētījums ir viens no 10, ko NASA ir apstiprinājusi pirms nākamā Planetary Science Decadal Survey. Pētījumā tiks izstrādātas orbitera un tā noslodzes projektēšanas prasības, veikts sākotnējs izmaksu aprēķins un novērtēti misijai nepieciešamo jauno tehnoloģiju riski. Šī pētījuma rezultāti tiks nogādāti Nacionālās akadēmijas planētu desmitgades pētījumā, kas sākas 2020. gadā.

New Horizons apmeklēja Plutonu, pirms devās dziļāk Kuipera joslā un apmeklēja 2014. gada MU69, Kuipera jostas objektu (KBO), kas pazīstams arī kā Ultima Thule. Kosmosa kuģis var apmeklēt pat trešo KBO. Ierosinātais Plutona orbiteris ietu līdzīgu ceļu.

"Mēs priecājamies, ka mums ir šī iespēja informēt par dekadaļas aptaujas apspriešanu, izmantojot šo pētījumu," sacīja SwRI doktors Kerijs Hovets, kurš vada šo darbu. "Mūsu misijas koncepcija ir nosūtīt vienu kosmosa kuģi uz Plutona orbītu divus Zemes gadus pirms došanās prom, lai apmeklētu vismaz vienu KBO un vēl vienu KBO punduru planētu."

SwRI iepriekšējais darbs pie Plutona orbitera lika pamatus šim pētījumam. 2018. gadā SwRI izmantoja savus pētniecības līdzekļus, lai izstrādātu ideju par orbītas tūri, kurā varētu izpētīt Plutonu, pēc tam dodoties tālāk uz Kuipera jostu.

“… No Plutona lielākā mēness Šarona ir iespējams izmantot smaguma palīglīdzekļus, lai izbēgtu no Plutona orbītas un dotos atpakaļ uz Kuipera jostu…”
Dr Alans Šterns, Dienvidrietumu pētniecības institūts

"SwRI finansētā pētījumā, kas notika pirms šī jaunā NASA finansētā pētījuma, mēs izstrādājām Plutona sistēmas orbītas tūri, parādot, ka misija ir iespējama ar plānotajiem spēju palaišanas līdzekļiem un esošajām elektriskajām vilces sistēmām," sacīja SwRI galvenais pētnieks Dr. Alans Šterns. no New Horizons misijas, kā arī no SwRI finansēta pētījuma. “Mēs arī parādījām, ka ir iespējams izmantot gravitācijas palīglīdzekļus no Plutona lielākā mēness Šarona, lai izbēgtu no Plutona orbītas un dotos atpakaļ uz Kuipera joslu, lai izpētītu vairāk KBO, piemēram, MU69, un vēl vismaz vienu punduru planētu, lai salīdzinātu ar Plutonu. ”

Orbitera misijas uz Plutonu galvenais šķērslis ir propelents. Orientējošajā orbītā ap Plutonu ir nepieciešams daudz reaktīvo līdzekļu, lai izpētītu tā pavadoņus, atmosfēru, saules vēja mijiedarbību un citus Plutona sistēmas aspektus. Bet 2018. gada pētījums parādīja, ka Plutona orbitrs vairākus gadus varēja izmantot Plutona satelīta Šarona gravitācijas palīglīdzekļus, lai izpētītu Plutonu, un varētu izmantot to pašu gravitācijas palīglīdzekli, lai dotos dziļāk Kuipera jostā. Tas ir līdzīgi tam, kā Cassini misija izmantoja Saturna lielo mēness Titānu.

“Tas ir revolucionāri,” sacīja Sterns par 2018. gada pētījumu. “Iepriekš NASA un planētu zinātnes aprindās domāja, ka nākamais Kuipera jostas izpētes solis būtu izvēlēties starp“ dziļo dziļumu ”Plutona un tā pavadoņu izpētē vai“ iet plašo ”, pārbaudot mazākus Kuipera jostas objektus un citu punduru planētu salīdzinājums ar Plutonu. Planētu zinātnes kopiena diskutēja par to, kurš bija pareizais nākamais solis. Mūsu pētījumi rāda, ka jūs varat abus paveikt vienā misijā: tas ir spēļu mainītājs. ”

2018. gada plāns ļāva arī cieši saskarties ar Šaronu, Plutona lielāko satelītu, kā arī citiem Mēness flybys.

Tiffany Finley ir programmatūras vadītājs SwRI Kosmosa zinātnes un inženierzinātņu nodaļā. "Šī ekskursija nebūt nav optimizēta, tomēr tā spēj radīt piecus vai vairāk lidojumus no katra no četriem Plutona četriem mēnešiem, vienlaikus pārbaudot Plutona polāros un ekvatoriskos reģionus, izmantojot plaknes izmaiņas," sacīja Finlijs. "Plāns arī ļauj plaši tuvoties tikšanās ar Šaronu pirms iegremdēšanās Plutona atmosfērā paraugu ņemšanai, pirms kuģis pēdējo reizi izmantoja Šaronu, lai aizbēgtu no Kuipera jostas jauniem uzdevumiem," viņa sacīja.

2018. gada pētījums arī parādīja, ka Plutona orbiters varētu izmantot to pašu ksenona jonu vilces sistēmu kā Dawn misija, lai ceļotu uz citiem Kuipera jostas objektiem. Tas arī parādīja, ka orbīts varētu iekļūt orbītā ap citu punduru planētu Kuipera jostā.

"Kurš būtu domājis, ka visu to var paveikt viena misija, izmantojot jau pieejamus elektriskos vilces dzinējus?" Sterns teica par 2018. gada pētījumu. “Tagad, kad mūsu komanda ir parādījusi, ka planētu zinātnes aprindām nav jāizvēlas starp Plutona orbiteru vai citu ķermeņu mušiņām Kuipera jostā, bet gan tām var būt abas, es šo kombinēto misiju saucu par“ zelta standartu ”nākotnes Plutonam un Kuipera jostas izpēte. ”

Ir vairāki šķēršļi, kas jāpārvar Plutona orbītam. Viens no tiem ir datu komunikācija. New Horizons bija tikai 16 GB datu glabāšanas, un visu savu datu pārsūtīšana no Plutona lidojuma atpakaļ uz Zemi prasīja 16 mēnešus. Tas acīmredzami nedarbosies orbītāram. Datu glabāšanas palielināšana ir vienkārša lieta, taču būs nepieciešama daudz jaudīgāka datu pārraides sistēma.

Tā ir laba zīme, ka NASA ir nolēmusi finansēt detalizētāku pētījumu par SwRI ierosinājumu Pluto Orbiter. SwRI ir plaša pieredze misiju pārvaldībā, ieskaitot Juno, New Horizons un IBEX. Viņi ir arī izstrādājuši tehnoloģijas un instrumentus vairākām NASA un ESA misijām.

Pateicoties New Horizons, mēs zinām, ka Plutons ir daudz sarežģītāks, nekā mēs domājām. Mēs zinām, ka Plutona virsma ir daudz aktīvāka, nekā mēs varētu iedomāties. Mēs zinām, ka Plutonam ir atmosfēra, un mēs domājam, ka Plutonam kādreiz bija šķidrums uz tā virsmas. Plutonam var būt arī virszemes okeāns, iespējams, saistīts ar Plutona tā saukto sirdi - Tombaugh reģionu.

New Horizons mums sniedza tikai momentuzņēmumu par Plutonu. Tas ir ārkārtīgi vilinošs momentuzņēmums, bet lidojums ilga tikai apmēram 24 stundas, un ir vēl daudz ko iemācīties.