NASA har bedt forskere om å vurdere hvordan å designe og fly robot romsonder Til Uranus og Neptun, den siste av solsystemets klassiske planeter ennå å være i bane, sannsynligvis sikre de store isete verdener er nær toppen av space agency ‘ s to-do liste i de kommende tiårene.
Ledet Jet Propulsion Laboratory, vil studien se på ideer for orbitere som kunne sendes Uranus og Neptun i slutten Av 2020-tallet eller tidlig på 2030-tallet og studere den gigantiske planetens strukturer, sammensetning og omfattende månesystemer.
ett fokus for studien vil være å designe en felles romfartøy plattform som kan utvikles i to eksemplarer og lansert Til Uranus og Neptun for ca $ 2 milliarder hver, Ifølge Jim Green, leder AV NASAS planetary science division.
Men Green sa at forskere bør se på nedskalerte konsepter som kan utvikles til mindre kostnad.
» Vi ønsker å identifisere potensielle konsepter på tvers av et spekter av prispunkter, » Sa Green mandag i et møte I EN NASA-sponset forskningsarbeidsgruppe viet til outer planets research. «En av våre (hindringer) for å få oppdrag til å skje er den enorme prislappen det tar for å kunne komme seg ut til det ytre solsystemet.»
studien er det første byråkratiske trinnet i en flerårig innsats som involverer uavhengige kostnader og tekniske vurderinger, vitenskapelig peer review og føderal budsjettering før et oppdrag til en av de isete gigantiske planeter går fra tegnebrettet til virkelighet, Sa Green.
Resultatene fra studien vil bli presentert for et panel av forskere som sitter av Nasjonalt Forskningsråd tidlig på 2020-tallet. NRC-komiteen møtes en gang i tiåret for å kartlegge toppprioriteringene for de neste 10 årene av planetarisk forskning, og produserer en rapport som rangerer oppdragskonsepter for VURDERING av NASAS beslutningstakere.
romorganisasjonens policy er å følge dekadalundersøkelsens anbefalinger.
et oppdrag Til Uranus eller Neptun vil trolig være et flaggskip i flere milliarder dollar i form AV NASAS Cassini orbiter som flyr Rundt Saturn og en nylig godkjent sonde som gjentatte ganger flyr med Jupiters isete måne Europa.
NASAS budsjett for planetarisk vitenskap kan bare støtte utviklingen av et slikt kostbart oppdrag om gangen, så bare lavt arbeid på et oppfølgings flaggskipprosjekt er rimelig til Etter At Europa-oppdraget forlater Jorden I 2022.
» Det Kommer Åpenbart Ikke til å være lett å kunne, selv Etter At Vi får Europa under beltet vårt, faktisk utføre på neste store oppdrag, men Vi må gjøre fremskritt for å forstå våre vitenskapsprioriteter og se på dette på en måte som vil forberede oss på det neste tiåret, men også utnytte ny teknologi og evner som har kommet opp (siden den siste dekadale undersøkelsen),» Sa Green mandag.
DEN siste dekadiske undersøkelsesrapporten som ble utgitt i 2011, satte NASAS fremste planetariske vitenskapsmål som Et mars-prøveoppdrag og en sonde Til Europa.
NASAS Neste mars-rover satt for lansering i 2020 vil samle og lagre steinprøver for henting og retur til Jorden ved et fremtidig oppdrag, og oppfylle det første trinnet i en multi-oppdrag odyssey for å bringe tilbake prøver fra den røde planetens overflate. OG NASA godkjente formelt Europa flyby-sonden tidligere i år for å vurdere den isete månens beboelighet.
en Uranus orbiter var tredje i kø i 2011 decadal survey, MEN NASAS budsjett vil holde oppdraget jordet til minst slutten av 2020-tallet. DET betyr AT NASAS endelige godkjenning av oppdraget avhenger av at det går bra i Neste dekadale vurdering av Nasjonalt Forskningsråd.
Det er sannsynlig å være opp mot sterk støtte for en robot oppdrag dedikert Til Saturns måne Titan, som har hav og elver av flytende hydrokarboner som metan, og en annen flaggskip oppdrag Til Mars for å plukke opp prøvene samlet inn av 2020 rover.
et landings-eller roveroppdrag Til Venus kan også få støtte i den neste dekadale rapporten. Overflaten av den trykkende skyhyllede verden har ikke blitt utforsket siden Sovjetiske landingsoppdrag på 1980-tallet.
NASA forventes å be om lignende konseptstudier på andre ledende utfordrere for fremtidige flaggskipoppdrag på vei inn i neste dekadale undersøkelse, Men Uranus og Neptun er først i partiet.
Orbiters For Uranus og Neptun vil nesten helt sikkert stole på atombatterier drevet av plutonium, OG AMERIKANSKE statlige midler til ytterligere produksjon av plutonium i romkvalitet sikrer at slike prosjekter vil ha de kraftressursene de trenger, Sa Green.
Ingeniører pakker pellets av plutonium-238, isotopen skreddersydd for elektrisitet i rommet, til radioisotopgeneratorer. Det naturlige forfallet av plutonium-238 produserer varme, som overføres gjennom termoelektriske par for å generere elektrisitet.
» Det ville være etter 2023, når Vi kommer inn i det neste tiåret at Vi ville vurdere å bruke radioisotopkraft for disse oppdragene, hvis de overlever den dekadale prosessen, som jeg er sikker På at De vil,» Sa Green mandag.
Kjernekraft er nødvendig for sonder i solsystemets fjerne rekkevidde, hvor sollys ikke er tilstrekkelig for solceller. NASAS New Horizons-oppdrag Til Pluto, Cassini-oppdraget På Saturn og Curiosity-roveren på Mars er for tiden avhengige av plutoniumkilder.
Uranus går i bane rundt 1,8 milliarder miles fra solen, mer enn tre ganger lenger Enn Jupiter, Og Neptun er plassert 2,8 milliarder miles unna.
Andre mål med JPL-studien inkluderer å vurdere hvordan Uranus – og Neptunforskningssonder kan dra nytte av avanserte sensorteknologier, for eksempel kompakt instrumentering og høyoppløselige kameraer. Green sa at studien også vil undersøke hvordan NASAS kraftige Romoppskytningssystem, som vurderes for lanseringen Av Europa-oppdraget I 2022, kan tillate større, mer dyktige og mindre risikable oppdrag Til Uranus og Neptun som kan gjøre turen på en brøkdel av tiden som er mulig hvis probene brukte en mindre rakett.
» det er denne underjordiske følelsen at vi trenger å komme tilbake til det ytre solsystemet, men det er bare så vanskelig, » Sa Heidi Hammel, en planetarisk astronom som er konserndirektør For Association of Universities for Research in Astronomy. «Vi jobber med teknologi for å gjøre det ikke så vanskelig og så dyrt.»
NASA har også oppgave JPL å identifisere måter internasjonale partnere kunne delta i oppdragene og å etablere et vitenskapsdefinisjonsteam for Uranus og Neptun.
Noen forskere ser Uranus og Neptun som det logiske neste trinnet i den strategiske utforskningen av solsystemet, og banesonder til en eller begge de store planetene kan ankomme omtrent et halvt århundre etter DERES første møter MED NASAS Voyager 2-sonde.
» den planetariske dekadalen setter Et Uranus-oppdrag veldig høyt, » Fortalte Green journalister i juli i en orientering under New Horizons flyby Av Pluto. «Selv om det er gigantiske planeter — Uranus Og Neptun — har De mange store sammensetningsforskjeller fra de store gassgigantene-som hovedsakelig er hydrogen og helium-Som Er Saturn og Jupiter. Vi kaller Dem — Uranus og Neptun – isgiganter fordi de har mye ammoniakk og annet materiale.»
Forskere mener Uranus og Neptun består hovedsakelig av stein og is, med en tett, lagdelt atmosfære. Forskere er ikke sikre på hvor de fikk så mye is, Men noen eksperter mener At Uranus og Neptun ble bombardert med frosne primordiale objekter fra Kuiperbeltet, en ring av frigid proto-verdener utenfor Neptun som inneholder Pluto og dusinvis flere nation-sized dvergplaneter.
Overraskende oppdagelser Gjort Av New Horizons som passerte Pluto, som avslørte den lille isete verden som viste tegn på tilsynelatende isstrømmer og pågående geologisk aktivitet, har fornyet oppmerksomheten rundt de mest uutforskede ytterkantene av solsystemet, som Kuiperbeltet.
«Vår nye grense er den ytre delen av solsystemet,» Sa Green.
i det minste er noen av de ytre kjempeplanetenes måner, som Neptuns Triton, sannsynligvis intakte rester fra det gamle Kuiperbeltet som ble fanget for milliarder av år siden.
» hvis Vi vil gå tilbake Til Et Kuiperbelteobjekt (Etter New Horizons), må vi kanskje ikke gå inn I Kuiperbeltet for å få det,» Sa Green i juli. «Vi vil kanskje gå Til Neptun for å besøke Triton, som er nærmere. Selv Om Neptun er et stykke unna, er Det fortsatt ikke så langt Som Noen Av Kuiperbelteobjektene.»
«jeg tror vitenskapssaken for et fremtidig oppdrag til en — eller begge — av isgigantene er sterk, og jeg forventer at de skal være godt plassert i neste dekadale undersøkelse,» Sa Mark Hofstadter, en planetforsker som ledet studier For Et Uranus-oppdrag i slutten Av 2000-tallet.
«kunngjøringen i går fra Jim Green betyr at neste dekadal vil være bedre posisjonert for å identifisere et realistisk og dyktig oppdrag, og kostnaden,» Fortalte Hofstadter Spaceflight Now.
For William McKinnon, en planetarisk geolog Ved Washington University I St. Louis, et annet besøk Til Uranus eller Neptun ville være fascinerende, forteller Han Spaceflight Now.
Men McKinnon, som for tiden analyserer ferske data Om Pluto Fra New Horizons, bringer opp en ofte oversett bekymring blant forskere som jobber med sonder til fjerne destinasjoner: Det tar flere tiår å designe, bygge og fly et slikt oppdrag, etterfulgt av flere år med dataknusing.
» et isgigantoppdrag, antagelig en orbiter, er dessverre over horisonten når det gjelder min levetid, så jeg hilser de som vil leve for å se det!»
Send e-post til forfatteren.
Følg Stephen Clark På Twitter: @StephenClark1.