În 30 de ani, o misiune de explorare spațială cu energie nucleară în Neptun și lunile sale ar putea începe să dezvăluie unele dintre cele mai evazive secrete ale sistemului nostru solar despre formarea planetelor sale - și recent descoperite care s-au dezvoltat în jurul altor stele.
Această viziune a viitorului este punctul central al unui studiu de planificare de 12 luni realizat de o echipă diversă de experți, condusă de Boeing Satellite Systems și finanțată de NASA. Este unul dintre cele 15 studii „Misiunea Viziune” menite să dezvolte concepte în planurile de explorare spațială pe termen lung ale Statelor Unite. Membrul echipei Neptun și omul de știință radio, profesorul Paul Steffes, de la Școala de Inginerie Electrică și Electronică a Institutului de Tehnologie din Georgia, numește misiunea „ultimul în explorarea spațiului profund”.
NASA a declanșat misiuni extinse către Jupiter și Saturn, denumite „gigantii gazului”, deoarece sunt formate în principal din hidrogen și heliu. Până în 2012, aceste investigații vor fi furnizat informații semnificative cu privire la proprietățile chimice și fizice ale acestor planete. Se știe mai puțin despre Neptun și Uranus - „giganții de gheață”.
„Pentru că sunt mai departe, Neptun și Uranus reprezintă ceva care conține mai mult din original - să folosească un„ sagagismul Carl ”-„ lucruri solare ”sau nebuloasa care s-a condensat pentru a forma planete”, a spus Steffes. „Neptunul este o planetă ploioasă. Este mai puțin influențat de materialele apropiate de soare și a avut mai puține coliziuni cu comete și asteroizi. Este mai reprezentativ pentru sistemul solar primordial decât Jupiter sau Saturn. "
De asemenea, deoarece Neptun este atât de rece, structura sa este diferită de Jupiter și Saturn. O misiune de a investiga originea și structura Neptunului - care se preconizează să se lanseze între 2016 și 2018 și să sosească în jurul anului 2035 - va spori înțelegerea oamenilor de știință a diverselor formațiuni planetare în sistemul nostru solar și în altele, a remarcat Steffes.
Echipa misiunii este, de asemenea, interesată să exploreze lunile lui Neptun, în special Triton, despre care oamenii de știință planetari cred a fi un obiect al centurii Kuiper. Astfel de bile de gheață sunt micro planete care pot avea un diametru de până la 1.000 de kilometri și se găsesc în general în regiunile ultraperiferice ale sistemului nostru solar. Pe baza studiilor de până acum, oamenii de știință cred că Triton nu a fost format din materiale Neptun, la fel ca majoritatea lunilor care orbitează planetele din sistemul nostru solar. În schimb, Triton este probabil un obiect al centurii Kuiper care a fost tras accidental pe orbita lui Neptun.
„Tritonul a fost format în spațiu”, a spus Steffes. „Nu este nici măcar o rudă apropiată a lui Neptun. Este un copil adoptat ?. Credem că obiectele centurii Kuiper precum Triton au fost cheia dezvoltării sistemului nostru solar, așa că este foarte interesat să vizitați Triton. ”
Deși se confruntă cu o serie de provocări tehnice - inclusiv proiectarea sondelor de intrare, telecomunicații și dezvoltarea instrumentelor științifice - echipa Misiunii Viziune Neptun a elaborat un plan inițial. Membrii echipei, inclusiv Steffes, au prezentat-o în această toamnă la o varietate de întâlniri științifice pentru a încuraja feedback de la alți experți. Pe 17 decembrie, îl vor prezenta din nou la reuniunea anuală a Uniunii Geofizice Americane. Recomandările lor finale se datorează NASA în iulie 2005.
Planul se bazează pe disponibilitatea tehnologiei de propulsie nucleo-electrică în curs de dezvoltare în Proiectul NASA. O rachetă chimică tradițională ar lansa nava spațială pe orbita Pământului. Apoi, un sistem electric de propulsie alimentat de un mic reactor de fisiune nucleară - o tehnologie modificată de tip submarin - ar propulsa nava spațială spre ținta sa în spațiu profund. Sistemul de propulsie ar genera impulsuri prin expulzarea din motoarele sale a particulelor încărcate electric numite ioni.
Din cauza sarcinii utile științifice pe care o navă spațială cu propulsie nucleară-electrică o poate transporta și a alimenta, misiunea Neptun deține o mare promisiune pentru descoperirea științifică, a spus Steffes.
Misiunea va folosi senzori electrici și optici la bordul orbitorului și trei sonde pentru a detecta natura atmosferei Neptunului, a spus Steffes, un expert în detectarea radio la distanță a atmosferelor planetare. Mai exact, misiunea va strânge date despre raporturile elementare atmosferice ale Neptunului în raport cu hidrogenul și raporturile izotopice cheie, precum și despre gravitația și câmpurile magnetice ale planetei. Acesta va cerceta dinamica circulației atmosferice globale, meteorologia și chimia. Pe Triton, doi landers vor aduna informații atmosferice și geochimice în apropierea ghezerelor de la suprafață.
Cele trei sonde de intrare ale misiunii vor fi aruncate în atmosfera lui Neptun la trei latitudini diferite - zona ecuatorială, o latitudine medie și o regiune polară. Proiectanții misiunii se confruntă cu provocarea de a transmite date de la sonde prin atmosfera absorbantă de radiotehnologie de la Neptun. El a menționat că laboratorul Steffes de la Georgia Tech a efectuat cercetări ample și a obținut o înțelegere aprofundată a modului de abordare a acestei probleme.
Echipa de misiune discută în continuare despre cât de profund ar trebui să fie implementate sondele în atmosfera lui Neptun pentru a obține date științifice semnificative. „Dacă alegem o frecvență suficient de mică a semnalelor radio, putem coborî la 500 până la 1.000 de atmosfere Pământ, ceea ce înseamnă 7.500 de kilograme de presiune pe inch pătrat (PSI)”, a explicat Steffes. „Această presiune este similară cu ceea ce experimentează un submarin în oceanul adânc.”
Cu toate acestea, probabil că această adâncime nu va fi necesară, în conformitate cu modelatorii atmosferici ai echipei misiunii, a spus Steffes. Sondele vor putea obține cele mai multe informații la doar 100 de atmosfere Pământ, sau 1.500 PSI.
Sursa originală: Comunicat de știri Georgia Tech
