NASAn New Horizons -operaatio opetti meille paljon Pluutosta, jään kääpiö planeetasta. Mutta avaruusalus kulki Pluton ohi niin nopeasti, että meillä oli vain korkearesoluutioisia kuvia planeetan yhdeltä puolelta, ns. Kohtaamispuolelta. New Horizons antoi meille suuren harppauksen ymmärtämiseen, mutta tavallaan se kysyi enemmän kysymyksiä kuin vastasi.
Seuraava askel on selvästi kiertäjä, ja nyt NASA alkaa harkita vakavasti sitä.
NASA on myöntänyt Southwest Research Institute (SwRI) -rahoitusta idean kehittämiselle. SwRI: n tehtävänä on tutkia "mahdollisen Pluton kiertäjän tehtävän tärkeät ominaisuudet, toteutettavuus ja kustannukset".
Se on kaukana varmasta asiasta. Tämä tutkimus on yksi niistä 10: stä, jotka NASA on hyväksynyt ennen seuraavaa planeettatieteellisen vuosikymmenen tutkimusta. Tutkimuksessa kehitetään suunnittelijavaatimuksia välittäjälle ja sen hyötykuormalle, tehdään alustavia kustannusarvioita ja arvioidaan operaatiolle tarvittavan uuden tekniikan riskit. Tämän tutkimuksen tulokset toimitetaan National Academy Planetary Decadal -tutkimukseen, joka alkaa vuonna 2020.
New Horizons vieraili Plutossa ennen kuin suuntasi syvemmälle Kuiper-vyöhön ja vieraili vuonna 2014 MU69: ssä, Kuiper Belt Object (KBO), joka tunnetaan myös nimellä Ultima Thule. Avaruusalus voi käydä jopa kolmannessa KBO: ssa. Ehdotettu Pluto-välimerkki etenee samalla tavalla.
"Olemme innoissamme siitä, että meillä on tilaisuus kertoa dekadaalista tutkimusta koskevista keskusteluista tämän tutkimuksen kanssa", kertoi SwRI: n tohtori Carly Howett. "Missiomme konseptinamme on lähettää yksi avaruusalus Pluton kiertoradalle kahden maapallon ajan ennen murtautumista vierailemaan ainakin yhdessä KBO: n ja yhden muun KBO-kääpiöplaneettassa."
SwRI: n aikaisempi työ Pluton kiertoradalla loi perustan tutkimukselle. Vuonna 2018 SwRI käytti omia tutkimusvarojaan kehittääkseen kiertomatkan idean, joka voi tutkia Pluton ja suunnata sitten edelleen Kuiperin vyölle.
"… On mahdollista käyttää painovoimaapua Pluton suurimmasta kuusta, Charonista, paeta Pluton kiertoradalle ja palata takaisin Kuiperin vyöhön ..."
Dr. Alan Stern, Lounais-tutkimuslaitos
"SwRI-rahoitteisessa tutkimuksessa, joka edelsi tätä uutta NASA: n rahoittamaa tutkimusta, kehitimme Pluto-järjestelmän kiertoratakiertueen, joka osoitti, että operaatio oli mahdollinen suunniteltujen kykyjen laukaisuajoneuvojen ja olemassa olevien sähkökäyttöisten järjestelmien avulla", kertoi SwRI: n johtava tutkija tohtori Alan Stern. New Horizons -operaatiosta sekä SwRI-rahoitteisesta tutkimuksesta. ”Osoitimme myös, että on mahdollista käyttää painovoimaapua Pluton suurimmasta kuusta, Charonista, paeta Pluton kiertoradalta ja mennä takaisin Kuiperin vyöhykkeelle tutkimaan lisää KBO: ita, kuten MU69, ja ainakin yhtä kääpiöplaneetta Pluton kanssa verrattuna. ”
Ratkaisu kiertoradalla Plutoon on potkuri. Se vie paljon ponneainetta kiertoradalle Pluton ympärille ja tutkimaan sen kuut, ilmakehän, aurinkotuulen vuorovaikutukset ja muut Pluto-järjestelmän näkökohdat. Mutta vuoden 2018 tutkimus osoitti, että Pluton kiertäjä voi käyttää Pluton satelliitti Charonin painovoima-avusteita tutkimaan Plutoa useita vuosia, ja voisi käyttää samaa painovoima-apua suuntautuaksesi syvemmälle Kuiperin vyöhön. Tämä on samanlainen kuin miten Cassini-operaatio käytti Saturnuksen suurta kuu-Titania.
"Tämä on uraauurtava", Stern kertoi vuoden 2018 tutkimuksesta. ”Aiemmin NASA ja planeettojen tiedeyhteisö ajattelivat, että Kuiper Beltin tutkimuksen seuraava askel olisi valita” syvälle menevä ”Pluton ja sen kuiden tutkimuksessa tai” mennä leveäksi ”tutkimalla pienempiä Kuiperin vyön kohteita ja toista kääpiöplaneetta vertailu Plutoon. Planeetta-tiedeyhteisö keskusteli siitä, mikä oli seuraava oikea askel. Tutkimuksemme osoittavat, että voit tehdä molemmat yhdessä tehtävässä: se on pelinvaihdin. ”
Vuoden 2018 suunnitelma sallii myös läheisen kohtaamisen Phauton suurimman satelliitin Charonin ja muiden kuunperhojen kanssa.
Tiffany Finley on ohjelmistojohtaja SwRI: n avaruustieteiden ja tekniikan osastolla. "Tämä kiertue ei ole kaukana optimoinnista, mutta se kykenee saamaan viisi tai useampia perhosia jokaisesta Pluton neljästä pienestä kuusta, kun taas tutkitaan Pluton napa- ja päiväntasaajan alueita tasomuutosten avulla", Finley sanoi. "Suunnitelma sallii myös laajan läheisen kohtaamisen Charonin kanssa ennen kuin hän sukeltaa Pluton ilmakehään näytteenottoa varten, ennen kuin veneet käyttävät viimeisin kerran Charonia paetakseen Kuiperin vyöhön uusia tehtäviä varten", hän sanoi.
Vuoden 2018 tutkimus osoitti myös, että Pluton Orbiter voisi käyttää samaa ksenonioni-propulsiojärjestelmää kuin Dawn-missio matkustaakseen muihin Kuiper Belt -objekteihin. Se osoitti myös, että kiertäjä voi päästä kiertoradalle toisen kääpiöplaneetan ympärillä Kuiperin vyöllä.
"Kuka olisi uskonut, että yksi operaatio, joka käyttää jo saatavilla olevia sähkömoottoreita, voisi tehdä tämän kaiken?" Stern kertoi vuoden 2018 tutkimuksesta. "Nyt kun ryhmämme on osoittanut, että planeettojen tiedeyhteisön ei tarvitse valita Pluuton kiertoradan tai muiden kappaleiden lentorippejä välillä Kuiperin vyöllä, mutta sillä voi olla molemmat, kutsun tätä yhdistettyä operaatiota tulevan Pluton" kulta-standardiksi ". ja Kuiperin vyön etsintä. ”
Pluton kiertäjän on kohdattava useita esteitä. Yksi on tietoliikenne. New Horizonsilla oli vain 16 Gt tallennustilaa, ja kaikkien tietojen siirtäminen Pluuton lentokentältä takaisin Maahan kesti 16 kuukautta. Se ei selvästikään toimi välittäjälle. Tiedon tallennuksen lisääminen on yksinkertainen asia, mutta tarvitaan paljon tehokkaampi tiedonsiirtojärjestelmä.
Se on hyvä merkki siitä, että NASA on päättänyt rahoittaa yksityiskohtaisemman tutkimuksen SwRI: n Pluto Orbiter -ehdotuksesta. SwRI: llä on vahva kokemus operaation hallinnasta, mukaan lukien Juno, New Horizons ja IBEX. He ovat myös kehittäneet tekniikoita ja välineitä useisiin NASA- ja ESA-operaatioihin.
New Horizonsin ansiosta tiedämme, että Pluto on paljon monimutkaisempi kuin luulimme. Tiedämme, että Pluton pinta on paljon aktiivisempi kuin voimme kuvitella. Tiedämme, että Plutolla on ilmapiiri, ja uskomme, että Pluton pinnalla oli kerran neste. Plutolla voi olla myös merenalainen pinta, mahdollisesti kytkettynä Pluton ns. Sydämeen, Tombaughin alueeseen.
New Horizons antoi meille vain tilannekuvan Pluutosta. Se on erittäin houkutteleva tilannekuva, mutta flyby kesti vain noin 24 tuntia, ja opittavaa on vielä paljon.
Lisää:
- Lehdistötiedote: SwRI PLUTO ORBITER MISSIOINTI
- Vuoden 2018 lehdistötiedote: SwRI TEAM TEE UUDELLEEN PÖYTÄKIRJOITA PLUTO-ORBITERIMISIOON
- NASA: Vuotta myöhemmin: New Horizonsin kymmenen parhainta löytöä Plutossa
