30 év alatt egy atomenergia-alapú űrkutatási misszió Neptunuszhoz és holdjaihoz elkezdheti felfedni Naprendszerünk legszembetűnőbb titkait a bolygók kialakulásával kapcsolatban - és a közelmúltban felfedezett titkait, amelyek más csillagok körül fejlődtek ki.
A jövőképnek ez a 12 hónapos tervezési tanulmány fókuszában áll, amelyet a Boeing Satellite Systems vezetésével és a NASA által finanszírozott változatos szakértői csoport végez. Ez a 15 „Vision Mission” tanulmány egyike, amelynek célja az Egyesült Államok hosszú távú űrkutatási terveiben szereplő koncepciók kidolgozása. A Neptunus csapat tagja és rádióstudós, Paul Steffes professzor, a Georgia Institute of Technology Villamos- és Számítástechnikai Iskolájának nevezi a missziót „a legfontosabbnak a mély űrkutatásban”.
A NASA kiterjedt missziókat hajtott végre Jupiterbe és Saturnba, amelyeket „gáz óriásoknak” neveznek, mivel ezek túlnyomórészt hidrogénből és héliumból állnak. 2012-ig ezek a vizsgálatok jelentős információkat szolgáltatnak e bolygók kémiai és fizikai tulajdonságairól. Kevesebbet tudnak Neptunuszról és Uránuszról - az „jég óriásokról”.
"Mivel távolabb állnak, a Neptunusz és az Uránus valami olyat képvisel, amely többet tartalmaz az eredetiből - egy" Carl-szánganizmus "használatához -" narancssárga anyagból "vagy a ködből, amely bolygók kialakulásához kondenzálódott." - mondta Steffes. „Neptunusz egy nehezebb bolygó. Kevésbé befolyásolja a napfényben lévő anyagok, és kevesebb volt az ütközés üstökösökkel és aszteroidákkal. Ez inkább az ősi Naprendszer reprezentatív mint Jupiter vagy Szaturnusz. ”
Továbbá, mivel a Neptunusz annyira hideg, szerkezete eltér a Jupitertől és a Szaturnustól. A Neptunusz eredetének és szerkezetének vizsgálatát célzó misszió - amely várhatóan 2016 és 2018 között indul és 2035 körül érkezik meg - növeli a tudósok megértését a Naprendszerünkben és másokban is a bolygók változatos kialakulásáról, jegyezte meg Steffes.
A missziócsoport az is, hogy feltárja Neptunusz holdjait, különös tekintettel Tritonra, amely a bolygó tudósai szerint Kuiper öv tárgya. Az ilyen jéggömbök mikrobolygók, amelyek átmérője akár 1000 kilométer is lehet, és általában Naprendszerünk legkülső régióiban találhatók. A mai napig tartó tanulmányok alapján a tudósok úgy vélik, hogy a Tritont nem a Neptunusz-anyagokból alakították ki, mint ahogy a Naprendszerünk bolygóin keringő holdok többsége. Ehelyett a Triton valószínűleg egy Kuiperi övtárgy, amelyet véletlenül behúztak Neptunusz pályájára.
„A Triton kiutat alakított ki az űrben” - mondta Steffes. „Ez még a Neptunusz közeli hozzátartozója sem. Ez egy örökbefogadott gyermek? Úgy gondoljuk, hogy a Kuiper öves tárgyak, mint például a Triton, kulcsfontosságúak voltak a naprendszerünk fejlődésében, ezért nagy érdeklődés mutatkozik a Triton látogatása iránt. ”
Noha a műszaki kihívásokkal - beleértve a beléptető szonda kialakítását, a telekommunikációt és a tudományos eszköz fejlesztését is - szemben állnak, a Neptune Vision Mission csapata kidolgozott egy kezdeti tervet. A csoport tagjai, köztük Steffes, ősszel különféle tudományos üléseken mutatják be, hogy más szakértők visszajelzéseit ösztönözzék. December 17-én újra beterjesztik az Amerikai Geofizikai Unió éves ülésén. Végső ajánlásaik a NASA-nak szólnak 2005 júliusában.
A terv azon alapul, hogy a NASA Prometheus-projektjében fejlesztés alatt áll a nukleáris-elektromos meghajtó technológia. Egy hagyományos vegyi rakéta az űrhajót elindítaná a Föld körüli pályáról. Ezután egy kis atommaghasadási reaktor által hajtott elektromos meghajtórendszer - módosított tengeralattjáró-típusú technológia - meghajtja az űrhajót a mély űr célpontjához. A meghajtórendszer tolóerőt generál, ha az elektromosan töltött részecskéket ionoknak nevezik ki a motorjaiból.
Mivel a nukleáris elektromos meghajtású űrhajók nagy tudományos hasznos teherhordozót és energiát szállíthatnak, a Neptunusz misszió nagy ígéretét rejti a tudományos felfedezésnek - mondta Steffes.
A misszió elektromos és optikai érzékelőket fog alkalmazni a keringtető fedélzetén és három szondát a Neptunusz légkörének természete érzékelésére - mondta Steffes, a bolygó atmoszféráinak távoli rádióérzékelésének szakértője. Pontosabban, a misszió adatokat gyűjt a Neptunusz légköri elem arányairól a hidrogénhez és a kulcsfontosságú izotóp arányokról, valamint a bolygó gravitációs és mágneses tereiről. Vizsgálni fogja a globális légköri cirkuláció dinamikáját, meteorológiáját és kémiáját. Tritonon két leszállóhely gyűjti a légköri és geokémiai információkat a felszínen lévő gejzírek közelében.
A misszió három belépő szondáját három különböző szélességi fokon - az Egyenlítői Zónában, a Középső szélességben és a Poláris régióban - Neptunusz légkörébe esik. A missziótervezők kihívással néznek szembe az adatok továbbítása a szondakról a Neptunusz rádióhullámú abszorpciós légkörén keresztül. A Georgia Tech Steffes laboratóriuma kiterjedt kutatásokat végzett, és alapos megértést kapott a probléma megoldásának módjáról - jegyezte meg.
A missziócsoport még mindig megvitatja, milyen mélyen kell a szondákat bevetni a Neptunusz légkörébe, hogy értelmes tudományos adatokat szerezzenek. "Ha elegendő alacsony frekvenciájú rádiójeleket választunk, akkor lecsökkenhetünk 500 és 1000 Föld légkörre, ami 7500 font nyomás négyzet hüvelykben (PSI)" - magyarázta Steffes. "Ez a nyomás hasonló ahhoz, amit a tengeralattjáró tapasztal a mély óceánban."
A missziócsoport légköri modellezői szerint valószínűleg nem lesz szükség erre a mélységre - mondta Steffes. A szonda a legtöbb információt csak 100 Föld légkörben vagy 1500 PSI-ben képes megszerezni.
Eredeti forrás: Georgia Tech sajtóközlemény
