天王星、海王星、NASAの新しいロボットミッションのための観光スポット

NASAのボイジャー2ミッションは、1986年1月のフライバイの間に天王星のこの画像を捉えました。 クレジット:NASA
NASAのボイジャー2号の任務は、遠い氷の巨人との唯一の遭遇である1986年1月のフライバイ中に天王星のこの画像を捉えました。 クレジット: NASA

NASAは、太陽系の古典的な惑星の最後の軌道を周回していない天王星と海王星にロボット宇宙探査機を設計して飛行する方法を評価するように科学者に求めており、巨大な氷の世界が今後数十年の間に宇宙機関のto-doリストのトップに近いことを保証している可能性が高い。

ジェット推進研究所を率い、研究は2020年代後半または2030年代初頭に天王星と海王星を派遣することができるオービターのアイデアを見て、巨大な惑星の構造、組成、および広範な月システムを研究します。NASAの惑星科学部門の責任者であるJim Greenによると、研究の1つの焦点は、2つのコピーで開発され、それぞれ約20億ドルで天王星と海王星に打ち上げられる共通の宇宙船プラットフォームを設計することです。

しかし、グリーンは科学者たちは、より少ないコストで開発できる縮小された概念を見るべきだと述べた。

グリーン氏は、NASAが後援する外惑星の研究に専念する科学ワーキンググループの会合で、「我々は、価格ポイントのスペクトルにわたって潜在的な概念を特定したい」と述べた。 “ミッションを実現させるための私たちの(障害)の一つは、太陽系外に出ることができるようにするために必要な巨大な値札です。”

この研究は、氷の巨大惑星の一つへのミッションが描画ボードから現実に行く前に、独立したコストと技術的評価、科学的ピアレビューと連邦予算を含む多年の努力の最初の官僚的なステップである、とグリーンは述べている。

この研究の結果は、2020年代初頭に国立研究評議会が出席した科学者のパネルに提示される予定である。 NRC委員会は、次の10年間の惑星科学研究の最優先事項をマッピングするために10年に1回会合し、NASAの意思決定者による検討のためのミッションの概念をランク付けする報告書を作成します。

宇宙機関の方針は、10年調査の勧告に従うことである。

天王星や海王星へのミッションは、土星の周りを飛んでいるNASAのカッシーニオービターの金型と、木星の氷の月エウロパによって繰り返し飛ぶために最近承認されたプローブの数十億ドルの旗艦クラスのミッションになる可能性があります。

NASAのボイジャー2号宇宙船は1989年8月に海王星に遭遇しました。 クレジット:NASA
NASAのボイジャー2宇宙船は1989年8月に海王星に遭遇しました。 クレジット:NASA

NASAの惑星科学の予算は、一度にそのような高価なミッションの開発を支援することができるので、エウロパミッションが2022年に地球を出発するまで、フォローアップのフラッグシッププロジェクトの低レベルの作業だけが手頃な価格です。

“明らかに、エウロパをベルトの下に置いた後でさえ、実際に次の大規模なミッションを実行することは容易ではないだろうが、科学の優先順位を理解し、次の十年のために私たちを準備する方法でこれを見るために進歩を遂げる必要があるだけでなく、(最後の十年の調査以来)出てきた新しい技術と能力を利用する必要がある”とグリーンは月曜日に語った。

2011年に発行された最後の10年にわたる調査報告書は、火星のサンプルリターンミッションとエウロパへの探査機として、NASAの最も重要な惑星科学の目的を設定しました。

2020年に打ち上げを予定しているNASAの次の火星探査機は、回収のために岩石標本を収集して保管し、将来のミッションで地球に帰還し、赤い惑星の表面からサンプルを持ち帰るマルチミッションオデッセイの最初のステップを果たします。 そして、NASAは正式に氷の月の居住性を評価するために、今年初めにエウロパフライバイプローブを承認しました。

2011decadal surveyでは天王星のオービターが3番目に並んでいましたが、NASAの予算は少なくとも2020年代後半までミッションを接地させ続けるでしょう。 つまり、NASAのミッションの最終的な承認は、National Research Councilによる次の10年の評価でうまくいくことに依存していることを意味します。

メタンのような液体炭化水素の海と川を持つ土星の月タイタン専用のロボットミッションと、2020ローバーによって収集されたサンプルを拾うための火星への別のフラッグシップミッションに対する強い支持に対抗する可能性が高い。

金星への着陸船または地上走行車の任務も、次の10年の報告で支持を得るかもしれない。 うだるような雲に包まれた世界の表面は、1980年代のソ連時代の着陸船ミッション以来、探査されていない。

NASAは、次の十年の調査に向かう将来の旗艦ミッショ

2011年に発表された最後のdecadal survey reportで、天王星のオービターと大気エントリープローブの概念が評価されました。 クレジット: NASA/NRC Decadal Survey
2011年に発表された最後のdecadal survey reportで、天王星探査機と大気進入探査機の概念が評価されました。 Nasa/NRC Decadal Survey

天王星と海王星の軌道は、ほぼ確実にプルトニウムを搭載した核電池に依存しており、米国政府は宇宙グレードのプルトニウムの追加生産に資金を提供し、そのようなプロジェクトに必要な電力資源が確保されることを保証すると述べた。

エンジニアは、宇宙での電気に合わせた同位体であるプルトニウム238のペレットを放射性同位体発電機にパックします。 プルトニウム238の自然崩壊は熱を発生させ、熱電対を介して電気を発生させる。

「もし彼らが10年の過程を生き延びたならば、私たちが次の10年に入ると、2023年以降に放射性同位元素のパワーをこれらの任務に使うことを検討す

太陽光が太陽電池アレイには不十分な太陽系の遠方の探査機には原子力が必要である。 冥王星へのNASAのニューホライズンズミッション、土星のカッシーニミッションと火星のキュリオシティローバーは現在、プルトニウムの電源に依存しています。

天王星は太陽から約18億マイル、木星の3倍以上離れており、海王星は28億マイル離れています。

JPL研究の他の目的には、天王星と海王星の研究プローブが、小型計測器や高解像度カメラなどの高度なセンサー技術からどのように利益を得ることがで グリーンは、この研究はまた、2022年のエウロパミッションの打ち上げのために考慮されているNASAの強力な宇宙打ち上げシステムが、天王星と海王星へのより大きく、より能力があり、リスクの少ないミッションを可能にし、プローブがより小さなロケットを使用した場合にわずかな時間で旅行を実現可能にすることができる方法を検討すると述べた。

「太陽系外に戻る必要があるというこの地下の感情がありますが、それはとても難しいです」と、天文学研究大学協会の副会長である惑星天文学者ハイディ・ハメルは述べています。 “私たちは、それがとても難しく、とても高価ではないように技術に取り組んでいます。”

海王星とその最大の月のトリトンは、1989年のNASAのボイジャー2号のミッションからこのビューで描かれています。 クレジット:NASA
海王星とその最大の月のトリトンは、1989年のNASAのボイジャー2号の任務からのこの眺めに描かれています。 クレジット:NASA

NASAはまた、国際的なパートナーがミッションに参加できる方法を特定し、天王星と海王星の科学定義チームを設立することをJPLに任

一部の科学者は、天王星と海王星を太陽系の戦略的探査における論理的な次のステップと見なしており、巨大惑星の一方または両方へのオービタは、NASAのボイジャー2探査機による最初の遭遇から約半世紀後に到着する可能性がある。

「惑星の10年は天王星の使命を非常に高くしている」と、グリーンは7月に記者団に冥王星のニューホライズンズフライバイ中のブリーフィングで語った。 「天王星と海王星のような巨大な惑星であっても、主に水素とヘリウムである土星と木星のような巨大なガス巨人とは大きな組成の違いがあります。 彼らはアンモニアや他の材料をたくさん持っているので、私たちはそれらの天王星と海王星を氷の巨人と呼んでいます。”

科学者たちは、天王星と海王星は主に岩と氷で構成されており、密度の高い層状の雰囲気を持っていると信じています。 研究者は、彼らがそんなに氷を得た場所がわからないが、一部の専門家は、天王星と海王星がカイパーベルト、冥王星と数十以上の国家サイズの準惑星を含

冥王星のニューホライズンズフライバイによる驚くべき発見は、明らかな氷の流れと進行中の地質活動の兆候を示すために小さな氷の世界を明

「私たちの新しいフロンティアは太陽系の外側の部分です」とGreenは言いました。

海王星のトリトンのような外側の巨大惑星の衛星の少なくともいくつかは、数十億年前に捕獲された古代カイパーベルトからの無傷の残骸であ

「(ニュー・ホライズンズの後に)カイパーベルトの物体に戻りたいのであれば、それを得るためにカイパーベルトに入る必要はないかもしれない」とGreenは7月に言 “我々は近いトリトンを訪問するために海王星に行きたいかもしれません。 海王星は離れた距離の一体ですが、それはまだ限りカイパーベルトのオブジェクトのいくつかとしてではありません。”

NASAは、ボイジャーのミッションからの画像に基づいて、太陽系の巨大な外惑星のためのこのサイズ比較チャートを作成しました。 クレジット:NASA/JPL-Caltech
NASAは、ボイジャーのミッションからの画像に基づいて、太陽系の巨大な外惑星のためのこのサイズ比較表を作成しました。 クレジット: NASA/JPL-Caltech

“2000年代後半に天王星ミッションの研究を主導した惑星科学者であるマーク-ホフスタッターは、”ジム-グリーンからの昨日の発表は、現実的で有能なミッションとそのコストを特定するために、次の十年計画がより良い位置に置かれることを意味する”とホフスタッターは今宇宙飛行に語った。

ウィリアム-マッキノン、セントのワシントン大学の惑星地質学者のために。 ルイ、天王星や海王星への別の訪問は魅力的だろう、彼は今宇宙飛行を伝えます。

しかし、現在、ニューホライズンズから冥王星に関する新鮮なデータを分析しているマッキノンは、遠くの目的地への探査機に取り組んでいる科学者の間でしばしば見過ごされている懸念を提起している。

“氷の巨大なミッション、おそらくオービターは、悲しいかな、私の寿命に関する限り地平線の上にあるので、私はそれを見るために生きる人々に敬礼します!”

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