След 30 години мисия за изследване на космоса с ядрено захранване до Нептун и неговите луни може да започне да разкрива някои от най-неуловимите тайни на нашата Слънчева система относно формирането на нейните планети - и наскоро открити такива, които са се развили около други звезди.
Тази визия за бъдещето е във фокуса на 12-месечно проучване за планиране, проведено от разнообразен екип от експерти, водени от Boeing Satellite Systems и финансирано от НАСА. Това е едно от 15-те проучвания на „Vision Mission“, предназначени да разработят концепции в дългосрочните планове за изследване на космоса на Съединените щати. Членът на екипа на Neptune и радиоучен професор Пол Стефс от Училището по електротехника и компютърно инженерство на Технологичния институт на Джорджия нарича мисията „най-добрата в изследването на дълбокия космос“.
НАСА е извършила обширни мисии до Юпитер и Сатурн, наричани „газовите гиганти“, тъй като те са съставени предимно от водород и хелий. До 2012 г. тези изследвания ще дадат значителна информация за химичните и физичните свойства на тези планети. По-малко се знае за Нептун и Уран – „ледените гиганти“.
„Тъй като са по-далеч, Нептун и Уран представляват нещо, което съдържа повече от оригинала – да използваме „Саганизма на Карл“ – „слънчеви неща“ или мъглявината, която се кондензира, за да образува планети“, каза Стефес. „Нептун е по-сурова планета. Той е по-малко повлиян от близки до слънцето материали и е имал по-малко сблъсъци с комети и астероиди. Той е по-представителен за първичната слънчева система, отколкото Юпитер или Сатурн.
Освен това, тъй като Нептун е толкова студен, неговата структура е различна от Юпитер и Сатурн. Мисия за изследване на произхода и структурата на Нептун - която се очаква да стартира между 2016 и 2018 г. и да пристигне около 2035 г. - ще повиши разбирането на учените за разнообразните планетарни образувания в нашата слънчева система и в други, отбеляза Стефс.
Екипът на мисията също се интересува от изследване на луните на Нептун, особено Тритон, за който планетарните учени смятат, че е обект от пояса на Кайпер. Такива ледени топки са микропланети, които могат да бъдат с диаметър до 1000 километра и обикновено се намират в най-отдалечените региони на нашата слънчева система. Въз основа на досегашни проучвания учените смятат, че Тритон не е образуван от материали на Нептун, както повечето луни, обикалящи около планети в нашата слънчева система. Вместо това Тритон вероятно е обект от пояса на Кайпер, който случайно е бил изтеглен в орбитата на Нептун.
„Тритон се е образувал в космоса“, каза Стеф. „Той дори не е близък роднина на Нептун. Осиновено дете ли е?. Вярваме, че обектите от пояса на Кайпер като Тритон са били от ключово значение за развитието на нашата слънчева система, така че има голям интерес към посещението на Тритон.
Въпреки че са изправени пред редица технически предизвикателства - включително проектиране на сонда за влизане и разработка на телекомуникации и научни инструменти - екипът на Neptune Vision Mission е разработил първоначален план. Членовете на екипа, включително Steffes, го представят тази есен на различни научни срещи, за да насърчат обратната връзка от други експерти. На 17 декември те ще го представят отново на годишната среща на Американския геофизичен съюз. Окончателните им препоръки трябва да бъдат предоставени на НАСА през юли 2005 г.
Планът се основава на наличието на ядрено-електрическа технология за задвижване, която се разработва в проекта на НАСА Прометей. Традиционна химическа ракета ще изстреля космическия кораб от земната орбита. Тогава електрическа задвижваща система, задвижвана от малък ядрен реактор на делене - модифицирана технология от тип подводница - ще задвижи космическия кораб до неговата цел в дълбокия космос. Задвижващата система ще генерира тяга чрез изхвърляне на електрически заредени частици, наречени йони от двигателите си.
Поради големия научен полезен товар, който космическият кораб с ядрено-електрическо задвижване може да носи и захранва, мисията на Нептун има голямо обещание за научно откритие, каза Стефес.
Мисията ще използва електрически и оптични сензори на борда на орбиталния апарат и три сонди за отчитане на природата на атмосферата на Нептун, каза Стефес, експерт по дистанционно радио засичане на планетарни атмосфери. По-конкретно, мисията ще събере данни за атмосферните елементарни съотношения на Нептун спрямо водорода и ключовите изотопни съотношения, както и гравитацията и магнитните полета на планетата. Той ще изследва динамиката на глобалната атмосферна циркулация, метеорологията и химията. На Тритон два апарата ще събират атмосферна и геохимична информация близо до гейзери на повърхността.
Трите входни сонди на мисията ще бъдат пуснати в атмосферата на Нептун на три различни географски ширини - екваториална зона, средна ширина и полярна област. Дизайнерите на мисията са изправени пред предизвикателството да предават данни от сондите през поглъщащата радиовълни атмосфера на Нептун. Лабораторията на Steffes в Georgia Tech е провела задълбочени изследвания и е придобила задълбочено разбиране как да се справи с този проблем, отбеляза той.
Екипът на мисията все още обсъжда колко дълбоко трябва да бъдат разположени сондите в атмосферата на Нептун, за да се получат значими научни данни. „Ако изберем достатъчно ниска честота на радиосигнали, можем да слезем до 500 до 1000 земни атмосфери, което е 7 500 паунда налягане на квадратен инч (PSI)“, обясни Стеф. 'Този натиск е подобен на това, което изпитва подводница в дълбокия океан.'
Въпреки това, тази дълбочина вероятно няма да се изисква, според атмосферните моделисти на екипа на мисията, каза Стефес. Сондите ще могат да получат най-много информация само при 100 земни атмосфери или 1500 PSI.
Оригинален източник: Съобщение за новини на Georgia Tech