Čez 30 let bo misija vesoljskega raziskovanja Neptuna in njegovih lun morda začela razkrivati nekatere najbolj skrivnostne skrivnosti našega osončja o nastanku njegovih planetov - in nedavno odkrite, ki so se razvile okoli drugih zvezd.
Ta vizija prihodnosti je v središču 12-mesečne načrtovalne študije, ki jo je izvedla raznovrstna skupina strokovnjakov, ki jo je vodil Boeing Satellite Systems in financirala NASA. Gre za eno od 15 raziskav „Vizija misije“, namenjenih razvoju konceptov v dolgoročnih načrtih raziskovanja vesolja ZDA. Član ekipe Neptuna in znanstvenik za radio, profesor Paul Steffes, s področja elektrotehnike in računalniškega inženirstva Georgia Institute of Technology, imenuje misijo "vrhunsko raziskovanje globokega vesolja."
NASA je plula v obsežnih misijah na Jupiter in Saturn, imenovana "plinska velikana", ker jih večinoma sestavljata vodik in helij. Do leta 2012 bodo te raziskave prinesle pomembne informacije o kemijskih in fizikalnih lastnostih teh planetov. Manj je znanega o Neptunu in Uranu - "ledenih velikanih."
"Ker sta bolj oddaljena, Neptun in Uran predstavljata nekaj, kar vsebuje več izvirnika - za uporabo" Carl Saganism "-" sončne stvari "ali meglice, ki se je zgostila in tvorila planete," je dejal Steffes. "Neptun je vesoljski planet. Nanjo manj vplivajo materiali blizu sonca in manj trkov s kometi in asteroidi. Je bolj reprezentativen prvotnega osončja kot Jupiter ali Saturn. "
Tudi zato, ker je Neptun tako hladen, je njegova struktura drugačna od Jupitra in Saturna. Misija za raziskovanje nastanka in strukture Neptuna, ki naj bi se začela med letoma 2016 in 2018 in bo prišla okoli leta 2035, bo znanstvenikom povečala razumevanje raznolikih planetarnih tvorb v našem osončju in drugih, je še poudaril Steffes.
Misijska skupina je prav tako zainteresirana za raziskovanje Neptunovih lun, zlasti Tritona, za katerega planetarni znanstveniki menijo, da je predmet Kuiperjevega pasu. Take kroglice ledu so mikro planeti, ki so lahko premeri do 1.000 kilometrov in jih običajno najdemo v najbolj oddaljenih regijah našega osončja. Na podlagi dosedanjih raziskav znanstveniki menijo, da Triton ni bil izdelan iz materialov Neptuna, kot večina lune, ki krožijo po planetih v našem osončju. Namesto tega je Triton verjetno predmet Kuiperjevega pasu, ki je bil po naključju potegnjen v Neptunovo orbito.
"Triton se je izoblikoval v vesolju," je dejal Steffes. "To je tudi Neptun bližnji sorodnik. Je posvojen otrok? Verjamemo, da so predmeti Kuiperjevega pasu, kot je Triton, ključni za razvoj našega osončja, zato je veliko zanimanja za obisk Tritona. "
Čeprav se soočajo s številnimi tehničnimi izzivi - vključno z zasnovo vstopne sonde ter telekomunikacijami in razvojem znanstvenih instrumentov, je ekipa misije Neptune Vision Mission izdelala začetni načrt. Člani skupine, vključno s Steffesom, so jo jeseni predstavili na različnih znanstvenih srečanjih, da bi spodbudili povratne informacije drugih strokovnjakov. 17. decembra ga bodo ponovno predstavili na letnem zasedanju Ameriške geofizične zveze. Njihova končna priporočila naj bi bila NASA julija 2005.
Načrt temelji na razpoložljivosti jedrsko-električne pogonske tehnologije v razvoju v Nasinem projektu Prometheus. Tradicionalna kemična raketa bi izstrelila vesoljsko plovilo iz Zemljine orbite. Potem bi električni pogonski sistem, ki ga poganja majhen reaktor jedrske cepitve - spremenjena tehnologija podmornice, - potisnil vesoljsko plovilo do cilja v vesolje. Pogonski sistem bi ustvaril potisk z izgonom električno nabitih delcev, imenovanih ionov, iz svojih motorjev.
Zaradi velike znanstvene obremenitve vesoljskega plovila, ki ga poganja jedrsko-električni pogon, in moči, misija Neptuna veliko obeta za znanstvena odkritja, je dejal Steffes.
Misija bo uporabljala električne in optične senzorje na orbiti ter tri sonde za zaznavanje narave Neptunove atmosfere, je dejal Steffes, strokovnjak za daljinsko radijsko zaznavanje planetarnih atmosfer. Natančneje bo misija zbrala podatke o razmerjih elementov atmosfere Neptuna v razmerju med vodikom in ključnimi izotopskimi razmerji ter gravitacijo in magnetnim poljem planeta. Preučila bo globalno dinamiko kroženja atmosfere, meteorologijo in kemijo. Na Tritonu bosta dva zemljišča zbirala atmosferske in geokemične informacije v bližini gejzirjev na površini.
Tri sonde misije bodo padle v atmosfero Neptuna na treh različnih zemljepisnih širinah - ekvatorialni coni, srednji širini in polarni regiji. Oblikovalci misije se soočajo z izzivom prenosa podatkov s sond skozi atmosfero, ki absorbira radio valove Neptuna. Steffesov laboratorij v Georgia Tech je opravil obsežne raziskave in pridobil poglobljeno razumevanje, kako rešiti to težavo.
Misijska skupina še vedno razpravlja o tem, kako globoko je treba sonde namestiti v Neptunovo ozračje, da bi dobili pomembne znanstvene podatke. "Če izberemo dovolj nizko frekvenco radijskih signalov, se lahko spustimo na 500 do 1.000 zemeljskih atmosfer, kar je 7.500 funtov tlaka na kvadratni palec (PSI)," je pojasnil Steffes. "Ta pritisk je podoben tistemu, kar podmornica doživi v globokem oceanu."
Vendar pa ta globina najverjetneje ne bo potrebna v skladu z atmosferskimi modelirji misije, je dejal Steffes. Sonde bodo lahko pridobile večino informacij pri samo 100 zemeljskih atmosferah oziroma 1.500 PSI.
Izvirni vir: Georgia Tech News Release
