a cerut oamenilor de știință să evalueze cum să proiecteze și să zboare sonde spațiale robotizate către Uranus și Neptun, ultima dintre planetele clasice ale sistemului solar care încă nu au fost orbitate, asigurându-se probabil că lumile uriașe de gheață sunt aproape de partea de sus a listei de sarcini a Agenției Spațiale în următoarele decenii.
a condus laboratorul de propulsie cu Jet, studiul va analiza idei pentru orbitatori care ar putea fi expediați Uranus și Neptun la sfârșitul anilor 2020 sau începutul anilor 2030 și va studia structurile, compoziția și sistemele lunare extinse ale planetei uriașe.
un obiectiv al studiului va fi proiectarea unei platforme comune de nave spațiale care ar putea fi dezvoltată în două exemplare și lansată către Uranus și Neptun pentru aproximativ 2 miliarde de dolari fiecare, potrivit lui Jim Green, șeful diviziei de științe planetare a NASA.
dar Green a spus că oamenii de știință ar trebui să se uite la concepte reduse care ar putea fi dezvoltate la un cost mai mic.
„vrem să identificăm concepte potențiale într-un spectru de puncte de preț”, a declarat Green luni într-o întâlnire a unui grup de lucru științific sponsorizat de NASA dedicat cercetării planetelor exterioare. „Unul dintre impedimentele noastre pentru a face misiunile să se întâmple este prețul uriaș necesar pentru a putea ieși în sistemul solar exterior.”
studiul este primul pas birocratic într-un efort multianual care implică costuri independente și evaluări tehnice, evaluări științifice inter pares și bugetare federală înainte ca o misiune pe una dintre planetele uriașe înghețate să treacă de la planșă la realitate”, a spus Green.
rezultatele studiului vor fi prezentate unui grup de oameni de știință așezat de Consiliul Național de cercetare la începutul anilor 2020. Comitetul NRC se reunește o dată pe deceniu pentru a stabili prioritățile de top pentru următorii 10 ani de cercetare a științei planetare, elaborând un raport care clasifică conceptele de misiune pentru a fi luate în considerare de către factorii de decizie ai NASA.
Politica agenției spațiale este de a urma recomandările sondajului decadal.
o misiune pe Uranus sau Neptun va fi probabil o misiune de miliarde de dolari în modelul Cassini orbiter al NASA care zboară în jurul lui Saturn și o sondă recent aprobată pentru a zbura în mod repetat pe luna de gheață a lui Jupiter Europa.
bugetul NASA pentru știința planetară poate sprijini doar dezvoltarea unei astfel de misiuni costisitoare la un moment dat, astfel încât doar lucrările de nivel scăzut la un proiect pilot de urmărire sunt accesibile până după ce Misiunea Europa va părăsi Pământul în 2022.
„evident, nu va fi ușor să putem, chiar și după ce vom pune Europa sub centură, să executăm efectiv următoarea mare misiune, dar trebuie să facem progrese pentru a înțelege prioritățile noastre științifice și să privim acest lucru într-un mod care ne va pregăti pentru următorul deceniu, dar va utiliza și noile tehnologii și capabilități care au apărut (de la ultimul sondaj decadal)”, a spus Green luni.
ultimul raport decadal survey emis în 2011 a stabilit cele mai importante obiective științifice planetare ale NASA ca o misiune de întoarcere pe Marte și o sondă către Europa.
următorul rover de pe Marte al NASA, care va fi lansat în 2020, va colecta și stoca specimene de rocă pentru recuperare și întoarcere pe Pământ printr-o viitoare misiune, îndeplinind primul pas într-o odisee multi-misiune pentru a aduce înapoi mostre de pe suprafața planetei roșii. Și NASA a aprobat oficial sonda Europa flyby la începutul acestui an pentru a evalua habitabilitatea lunii înghețate.
un Orbiter Uranus a fost al treilea în linie în sondajul decadal din 2011, dar bugetul NASA va menține misiunea la sol până cel puțin la sfârșitul anilor 2020. Asta înseamnă că aprobarea finală a misiunii NASA depinde de faptul că aceasta se va descurca bine în următoarea evaluare decadală de către Consiliul Național de cercetare.
este probabil să fie împotriva unui sprijin puternic pentru o misiune robotizată dedicată lunii Titan a lui Saturn, care are mări și râuri de hidrocarburi lichide precum metanul, și o altă misiune emblematică pe Marte pentru a ridica probele colectate de roverul din 2020.
o misiune de aterizare sau rover pe Venus poate obține, de asemenea, sprijin în următorul raport decadal. Suprafața lumii învăluite de nori nu a fost explorată de la misiunile de aterizare din epoca sovietică din anii 1980.
NASA este de așteptat să solicite studii conceptuale similare asupra altor concurenți de frunte pentru viitoarele misiuni emblematice care se îndreaptă spre următorul sondaj decadal, dar Uranus și Neptun sunt primii în lot.
Orbitatorii pentru Uranus și Neptun se vor baza aproape sigur pe baterii nucleare alimentate cu plutoniu, iar finanțarea guvernului SUA pentru producția suplimentară de plutoniu spațial asigură că astfel de proiecte vor avea resursele de energie de care au nevoie, a spus Green.
inginerii împachetează pelete de plutoniu-238, izotopul adaptat pentru electricitatea din spațiu, în generatoare de radioizotopi. Degradarea naturală a plutoniului-238 produce căldură, care este transferată prin cupluri termoelectrice pentru a genera electricitate.
„după 2023, pe măsură ce vom ajunge în următorul deceniu, vom lua în considerare utilizarea energiei radioizotopice pentru aceste misiuni, dacă vor supraviețui procesului decadal, ceea ce sunt sigur că vor face”, a spus Green luni.
Energia nucleară este necesară pentru sonde în zonele îndepărtate ale sistemului solar, unde lumina soarelui este insuficientă pentru rețelele solare. Misiunea New Horizons a NASA către Pluto, misiunea Cassini de la Saturn și roverul Curiosity de pe Marte se bazează în prezent pe surse de energie cu plutoniu.
Uranus orbitează la aproximativ 1,8 miliarde de mile de soare, de peste trei ori mai departe decât Jupiter, iar Neptun este poziționat la 2,8 miliarde de mile distanță.
alte obiective ale studiului JPL includ evaluarea modului în care sondele de cercetare Uranus și Neptun ar putea beneficia de tehnologii avansate de senzori, cum ar fi instrumentația compactă și camerele de înaltă rezoluție. Green a spus că studiul va examina, de asemenea, modul în care puternicul sistem de lansare spațială al NASA, care este luat în considerare pentru lansarea misiunii Europa în 2022, ar putea permite misiuni mai mari, mai capabile și mai puțin riscante către Uranus și Neptun, care ar putea face călătoria într-o fracțiune de timp fezabilă dacă sondele ar folosi o rachetă mai mică.
„există acest sentiment subteran că trebuie să ne întoarcem la sistemul solar exterior, dar este atât de greu”, a spus Heidi Hammel, astronom planetar care este vicepreședinte executiv al Asociației Universităților pentru cercetare în astronomie. „Lucrăm la tehnologie pentru a face să nu fie atât de greu și atât de scump.”
NASA a însărcinat, de asemenea, JPL să identifice modalitățile prin care partenerii internaționali ar putea participa la misiuni și să stabilească o echipă de definiție științifică pentru Uranus și Neptun.
unii oameni de știință consideră Uranus și Neptun ca fiind următorul pas logic în explorarea strategică a sistemului solar, iar orbitatorii uneia sau ambelor planete uriașe ar putea ajunge la aproximativ o jumătate de secol după primele lor întâlniri cu sonda Voyager 2 a NASA.
„decadalul planetar pune o misiune Uranus foarte mare”, a declarat Green reporterilor în iulie într-un briefing în timpul zborului New Horizons de pe Pluto. „Chiar dacă acestea sunt planete uriașe — Uranus și Neptun — au o mulțime de diferențe majore de compoziție față de marii giganți gazoși — care sunt în primul rând hidrogen și heliu — care sunt Saturn și Jupiter. Îi numim pe aceștia — Uranus și Neptun-giganți de gheață, deoarece au mult amoniac și alte materiale.”
oamenii de știință cred că Uranus și Neptun sunt compuse în mare parte din rocă și gheață, cu o atmosferă densă, stratificată. Cercetătorii nu sunt siguri de unde au obținut atât de multă gheață, dar unii experți cred că Uranus și Neptun au fost bombardați cu obiecte primordiale înghețate din centura Kuiper, un inel de proto-lumi frigide dincolo de Neptun, care conține Pluto și alte zeci de planete pitice de dimensiuni naționale.
descoperiri surprinzătoare ale zborului New Horizons de pe Pluto, care dezvăluie lumea înghețată diminuată pentru a arăta semne de fluxuri glaciare aparente și activitate geologică în curs de desfășurare, au reînnoit atenția asupra marginilor îndepărtate, în mare parte neexplorate, ale sistemului solar, cum ar fi Centura Kuiper.
„noua noastră frontieră este partea exterioară a sistemului solar”, a spus Green.
cel puțin unele dintre lunile planetelor gigantice exterioare, cum ar fi tritonul lui Neptun, sunt probabil rămășițe intacte din vechea centură Kuiper care au fost capturate cu miliarde de ani în urmă.
„dacă vrem să ne întoarcem la un obiect din centura Kuiper (după New Horizons), este posibil să nu fim nevoiți să intrăm în centura Kuiper pentru a-l obține”, a spus Green în iulie. „Am putea dori să mergem la Neptun pentru a vizita Triton, care este mai aproape. Deși Neptun este la o distanță foarte mare, încă nu este la fel de departe ca unele dintre obiectele centurii Kuiper.”
„cred că argumentul științific pentru o viitoare misiune către unul sau ambii giganți de gheață este puternic și mă aștept ca aceștia să fie bine plasați în următorul sondaj decadal”, a declarat Mark Hofstadter, un om de știință planetar care a condus studii pentru o misiune Uranus la sfârșitul anilor 2000.
„anunțul de ieri de la Jim Green înseamnă că următorul decadal va fi mai bine poziționat pentru a identifica o misiune realistă și capabilă și costul acesteia”, a declarat Hofstadter pentru Spaceflight Now.
pentru William McKinnon, geolog planetar la Universitatea Washington din St. Louis, O altă vizită la Uranus sau Neptun ar fi fascinantă, spune el Spaceflight acum.
dar McKinnon, care analizează în prezent date noi despre Pluto din New Horizons, aduce o îngrijorare adesea trecută cu vederea în rândul oamenilor de știință care lucrează la sonde către destinații îndepărtate: este nevoie de decenii pentru a proiecta, construi și zbura o astfel de misiune, urmată de mai mulți ani de zdrobire a datelor.
„o misiune gigantică de gheață, probabil un orbiter, este, din păcate, peste orizont în ceea ce privește durata mea de viață, așa că îi salut pe cei care vor trăi să o vadă!”
trimiteți un e-mail autorului.
urmăriți-l pe Stephen Clark pe Twitter: @StephenClark1.