Nasina misija New Horizons nas je naučila veliko o Plutonu, planetu ledenega pritlikavca. Toda vesoljsko plovilo je hitro minilo mimo Plutona, dobili smo le slike visoke ločljivosti ene strani planeta, tako imenovane "strani srečevanja". Nova obzorja so nam naredila velik korak v razumevanju, a na nek način je postavila več vprašanj, kot je odgovorilo.
Naslednji korak je očitno orbita in zdaj NASA začne resno razmišljati o tem.
NASA je dala sredstva za razvoj Jugovzhodnega raziskovalnega inštituta (SWRI) za začetek razvoja ideje. Naloga družbe SWRI je, da razišče "pomembne lastnosti, izvedljivost in stroške morebitne prihodnje misije orbitela Plutona."
To še zdaleč ni zanesljiva stvar. Ta študija je ena od desetih, ki jih je NASA odobrila pred naslednjo desetletno raziskavo o planetarnih znanostih. Študija bo razvila projektne zahteve za orbiter in njegovo koristno obremenitev, podala bo nekatere predhodne ocene stroškov in ocenila tveganja za nove tehnologije, potrebne za misijo. Rezultati te študije bodo posredovani v načrtu desetletne študije Nacionalne akademije, ki se začne leta 2020.
New Horizons so obiskali Pluton, preden so se usmerili globlje v Kuiperjev pas in obiskali leta 2014 MU69, predmet Kuiperjevega pasu (KBO), znan tudi kot Ultima Thule. Vesoljsko plovilo lahko obišče celo tretjo KBO. Predlagani Pluton Orbiter bi šel po podobni poti.
"Navdušeni smo, da imamo priložnost, da s to študijo seznanimo razprave o desetletnem raziskovanju," je dejala dr. Carly Howett, SwRI, ki vodi to prizadevanje. "Naš koncept misije je poslati eno vesoljsko plovilo v orbito Plutona za dve zemeljski leti, preden se odcepita, da bi obiskali vsaj en KBO in še en planet pritlikav KBO."
Prejšnje delo SwRI na orbitu Plutona je postavilo temelje te študije. Leta 2018 je SwRI z lastnimi raziskovalnimi sredstvi razvil idejo za orbitalno turnejo, ki bi lahko raziskala Plutona in se nato odpravila naprej v pas Kuiper.
"… Z največjo luno Plutona, Charonom, je mogoče uporabiti pomagala, da ubežimo orbito Plutona in se vrnemo v Kuiperjev pas ..."
Dr. Alan Stern, jugozahodni raziskovalni inštitut
"V študiji, ki jo je financirala SwRI, ki je potekala pred to novo študijo, ki jo financira NASA, smo razvili orbitalno turnejo sistema Pluton, ki je pokazala, da je misija mogoča z načrtovanimi vozili za lansiranje zmogljivosti in obstoječimi električnimi pogonskimi sistemi," je povedal glavni preiskovalec SwRI dr. Alan Stern misije New Horizons ter študije, ki jo financira SwRI. "Pokazali smo tudi, da je mogoče s pomočjo gravitacijskih asistenc največje lune Plutona, Charona, pobegniti iz orbite Plutona in se vrniti v pas Kuiperja za raziskovanje več KBO, kot je MU69, in vsaj še enega pritlikavega planeta v primerjavi s Plutonom. ”
Ključna ovira v misiji orbite na Pluton je pogonsko gorivo. Potrebno je veliko goriva, da kroži okoli Plutona in preuči njegove lune, ozračje, interakcije sončnega vetra in druge vidike sistema Pluton. Toda študija leta 2018 je pokazala, da bi lahko orbiter Plutona s pomočjo gravitacijskih asistenc iz Plutonovega satelita Charon nekaj let preučeval Pluton in lahko z isto gravitacijsko pomočjo pomagal globlje v Kuiperjev pas. To je podobno, kot je misija Cassini uporabljala Saturnov veliki Luni Titan.
"To je prelomno," je povedal Stern o študiji leta 2018. "Prej so NASA in skupnost planetarnih znanosti mislili, da bo naslednji korak pri raziskovanju Kuiperjevega pasu izbira med" poglobitvijo "v preučevanju Plutona in njegovih lun ali" šla na široko "s pregledovanjem manjših predmetov Kuiperjevega pasu in drugega pritlikavega planeta za primerjava s Plutonom. Razpravljala je planetarna znanstvena skupnost, ki je bil pravi naslednji korak. Naše študije kažejo, da lahko oboje počnete v eni sami misiji: gre za menjavo iger. "
Načrt za leto 2018 je omogočil tudi tesno srečanje s Charonom, največjim satelitom Plutona, pa tudi drugimi lunarnimi muhami.
Tiffany Finley je vodja programske opreme v Svetovem oddelku za vesoljske znanosti in inženiring. "Ta turneja še zdaleč ni optimizirana, vendar je sposobna narediti pet ali več muh v vsaki od štirih majhnih lunic Plutona, medtem ko pregleduje polarne in ekvatorialne regije Plutona z uporabo ravnin," je dejal Finley. "Načrt omogoča tudi obširno srečanje s Charonom, preden se potopi v atmosfero Plutona za vzorčenje, preden plovilo zadnjič uporabi Charona, da pobegne v pas Kuiperja za nove naloge," je dejala.
Študija leta 2018 je pokazala tudi, da bi lahko Pluton Orbiter uporabil enak sistem pogona ksenonskih ionov kot misija Dawn za potovanje do drugih predmetov Kuiperjevega pasu. Prav tako je pokazalo, da lahko orbiter vstopi v orbito okoli drugega pritlikavega planeta v Kuiperjevem pasu.
"Kdo bi si mislil, da bi vse to lahko opravila ena misija, ki uporablja že na voljo električne pogonske motorje?" Stern je povedal o študiji leta 2018. "Zdaj, ko je naša ekipa pokazala, da planetarna skupnost ne sme izbirati med orbiti Plutona ali muhami drugih teles v Kuiperjevem pasu, ima pa lahko oboje, to skupno misijo poimenujem" zlati standard "za prihodnji Pluton in Kuiperjev pas. "
Obstaja več ovir, s katerimi se mora spopasti Orbiter Plutona. Eno je komunikacija s podatki. New Horizons je imel le 16 GB shranjevanja podatkov in potreboval je 16 mesecev, da je vse svoje podatke z letališča Plutona poslal nazaj na Zemljo. To očitno ne bo delovalo za orbite. Povečati shranjevanje podatkov je preprosto, vendar bo potreben veliko zmogljivejši sistem za prenos podatkov.
To je dober znak, da se je NASA odločila, da bo financirala podrobnejšo študijo predloga SWRI-jevega orbiterja. SwRI ima dober uspeh pri upravljanju misij, vključno z Juno, New Horizons in IBEX. Razvili so tudi tehnologije in instrumente za več NASA in ESA misij.
Zahvaljujoč New Horizonsom vemo, da je Pluton veliko bolj zapleten, kot smo mislili. Vemo, da je površina Plutona veliko bolj aktivna, kot smo si lahko predstavljali. Vemo, da ima Pluton atmosfero in mislimo, da je imel Pluton nekoč tekočino na svoji površini. Pluton ima lahko tudi podzemni ocean, morda povezan s tako imenovanim srcem Plutona, Regija Tombaugh.
New Horizons nam je resnično dal le posnetek Plutona. Zelo vabljiv posnetek, vendar je letenje trajalo le približno 24 ur in veliko se je treba še naučiti.
Več:
- Sporočilo za javnost: SWRI ZA NAČRTOVANJE NAJBOLJŠEGA ORBITERJA PLUTO
- 2018 Sporočilo za javnost 2018: SWRI TEAM NASTAVLJA RAZMERJENE ŠTUDIJSKO MISIJO PLUTO ORBITER
- NASA: Leto kasneje: Najboljših 10 odkritij novih obzorij na Plutonu
