30 aasta pärast võib tuumaenergia abil töötav kosmoseuuringute missioon Neptuuni ja selle kuude juurde hakata paljastama meie päikesesüsteemi kõige keerukamaid saladusi planeetide moodustamise kohta - ja hiljuti avastatud saladusi, mis arenesid välja teiste tähtede ümber.
See tulevikuvisioon on keskendunud 12-kuulisele planeerimisuuringule, mille viis läbi mitmekesine eksperdirühm, mida juhib Boeing Satellite Systems ja rahastab NASA. See on üks 15-st visioonimissiooni uuringust, mille eesmärk on välja töötada kontseptsioonid Ameerika Ühendriikide pikaajalistes kosmoseuuringute kavas. Neptuuni meeskonna liige ja raadioteadlane professor Paul Steffes Georgia Tehnoloogiainstituudi elektri- ja arvutitehnika koolist nimetab missiooni „parimaks süvakosmoseuuringuteks“.
NASA on lennanud ulatuslikke missioone Jupiterisse ja Saturnisse, mida nimetatakse „gaasigigaanideks“, kuna need koosnevad valdavalt vesinikust ja heeliumist. 2012. aastaks on need uuringud andnud olulist teavet nende planeetide keemiliste ja füüsikaliste omaduste kohta. Vähem on teada Neptuuni ja Uraani - „jäähiiglaste” kohta.
"Kuna nad asuvad kaugemal, esindavad Neptuun ja Uraan midagi, mis sisaldab rohkem algupärast - kui kasutada" Carli saganlust "-" päikeseenergia "või udu, mis kondenseerub planeetide moodustamiseks," ütles Steffes. “Neptuun on harvem planeet. Päikese lähedal olevad materjalid mõjutavad seda vähem ning komeetide ja asteroididega on olnud vähem kokkupõrkeid. See esindab ürgset päikesesüsteemi rohkem kui Jupiter või Saturn. ”
Samuti, kuna Neptuun on nii külm, on selle struktuur erinev Jupiterist ja Saturnist. Missioon Neptuuni päritolu ja struktuuri uurimiseks - mis peaks algama vahemikus 2016 kuni 2018 ja saabuma umbes 2035. aasta paiku - suurendab teadlaste arusaamist planeetide mitmekesisest moodustumisest meie päikesesüsteemis ja teistes, märkis Steffes.
Misjonimeeskond on huvitatud ka Neptuuni kuude, eriti Tritoni uurimisest, mida planeediteadlased usuvad olevat Kuiperi vöö objekt. Sellised jääpallid on mikroplaneedid, mille läbimõõt võib olla kuni 1000 kilomeetrit ja mida tavaliselt leidub meie päikesesüsteemi äärepoolseimates piirkondades. Tänaste uuringute põhjal usuvad teadlased, et Triton ei moodustunud Neptuuni materjalidest, nagu enamik meie Päikesesüsteemi planeete tiirlevatest kuudest. Selle asemel on Triton tõenäoliselt Kuiperi vöö objekt, mis kogemata Neptuuni orbiidile tõmmati.
"Triton moodustati kosmoses väljapääsuks," ütles Steffes. “See pole isegi Neptuuni lähisugulane. See on lapsendatud laps? Usume, et Kuiperi vöö objektid nagu Triton olid meie päikesesüsteemi arengu võtmeks, nii et Tritoni külastamise vastu on palju huvi. "
Ehkki Neptune Visioni missiooni meeskond seisab silmitsi mitmete tehniliste väljakutsetega - sealhulgas sisenemissondide kavandamine ning telekommunikatsiooni ja teaduslike instrumentide arendamine -, on nad välja töötanud esialgse plaani. Meeskonna liikmed, sealhulgas Steffes, on seda sel sügisel esitlenud erinevatel teaduslikel kohtumistel, et julgustada teiste ekspertide tagasisidet. 17. detsembril esitlevad nad seda uuesti Ameerika Geofüüsikalise Liidu aastakoosolekul. Nende lõplikud soovitused tuleb NASA-le esitada juulis 2005.
Kava põhineb tuumaelektrilise tõukejõu tehnoloogia kättesaadavusel, mis on väljatöötamisel NASA projektis Prometheus. Traditsiooniline keemiline rakett annaks kosmoselaeva Maa orbiidilt välja. Siis aitaks kosmoselaev oma süvakosmose sihtmärgini jõuda väikesest tuumalõhustumisreaktorist - muudetud allveelaeva tüüpi tehnoloogiast - töötava elektrilise tõukejõusüsteemini. Käitussüsteem tekitaks tõukejõu, väljutades mootoritest elektriliselt laetud osakesed, mida nimetatakse ioonideks.
Kuna tuumaelektriga käitatav kosmoselaev suudab kanda ja toota suurt teaduslikku koormust, on Neptuuni missioonil teaduslikuks avastuseks suured lubadused, ütles Steffes.
Missioon kasutab orbiidil pardal elektrilisi ja optilisi andureid ning kolme sondi Neptuuni atmosfääri olemuse tunnetamiseks, ütles planeetide atmosfääri kaugseirega tegelev ekspert Steffes. Täpsemalt, missioon kogub andmeid Neptuuni atmosfääri elementide suhte kohta vesiniku ja peamiste isotoopsuhete, aga ka planeedi gravitatsiooni ja magnetväljade kohta. Selles uuritakse atmosfääri tsirkulatsiooni dünaamikat, meteoroloogiat ja keemiat. Tritonil koguvad kaks maandurit pinna geisrite läheduses atmosfääri- ja geokeemilist teavet.
Missiooni kolm sisendsondi lastakse Neptuuni atmosfääri kolmel erineval laiuskraadil - ekvatoriaaltsoonis, keskmise laiuskraadi ja polaarpiirkonna piirkonnas. Missiooni kujundajad seisavad silmitsi väljakutsega edastada andmeid proovivõtturitelt Neptuuni raadiolaineid neelava atmosfääri kaudu. Steffesi laboratoorium Georgia Techis on läbi viinud ulatuslikud uuringud ja saanud põhjalikud teadmised selle probleemi lahendamiseks, märkis ta.
Misjonimeeskond arutab siiani, kui sügavale tuleks sondid Neptuuni atmosfääri paigutada, et saada sisulisi teaduslikke andmeid. "Kui valime piisavalt madalad raadiosignaalide sagedused, võime langeda 500 kuni 1000 Maa atmosfääri, mis on 7500 naela rõhku ruutolli kohta (PSI)," selgitas Steffes. "See surve on sarnane sellega, mida allveelaev kogeb sügavas ookeanis."
Misjonimeeskonna atmosfääri modelleerijate sõnul ei vajata seda sügavust tõenäoliselt vaja, ütles Steffes. Sondid on võimelised hankima kõige rohkem teavet ainult 100 Maa atmosfääri või 1500 PSI juures.
Algne allikas: Georgia Tech Pressiteade
