NASAn New Horizons -tehtävä opetti meille paljon Plutosta, jääkääpiöplaneetasta. Mutta avaruusalus kiihtyi Pluton ohi niin nopeasti, että saimme vain korkearesoluutioisia kuvia planeetan yhdestä puolelta, niin sanotusta 'kohtauspuolelta'. New Horizons antoi meille suuren harppauksen ymmärrykseen, mutta tavallaan se esitti enemmän kysymyksiä kuin vastasi.
Seuraava askel on selvästi kiertorata, ja nyt NASA alkaa harkita vakavasti sellaista.
NASA on antanut Varsinaistutkimuslaitos (SwRI) rahoitusta idean kehittämiseen. SwRI:n tehtävänä on tutkia 'mahdollisen tulevan Pluto-kiertoradan tärkeitä ominaisuuksia, toteutettavuutta ja kustannuksia'.
New Horizons otti runsaasti korkearesoluutioisia kuvia lähipuolelta tai kohtaamispuolelta. Mutta kaukaisen puolen kuvat ovat paljon alhaisempia, koska avaruusalus kiihtyi niin nopeasti. Kuva: NASA/JPL/New Horizons
Se on kaukana varmasta asiasta. Tämä tutkimus on yksi kymmenestä NASA:n hyväksymästä tutkimuksesta ennen seuraavaa Planetary Science Decadal Survey . Selvityksessä kehitetään kiertoradan ja sen hyötykuorman suunnitteluvaatimuksia, tehdään alustavia kustannusarvioita ja arvioidaan riskejä operaatioon tarvittaville uusille teknologioille. Tämän tutkimuksen tulokset toimitetaan National Academy Planetary Decadal Study -tutkimukseen, joka alkaa vuonna 2020.
New Horizons vieraili Plutossa ennen kuin suuntasi syvemmälle Kuiperin vyöhykkeeseen ja vieraili 2014 MU69:ssä, Kuiperin vyöhykeobjektissa (KBO), joka tunnetaan myös nimellä Ultima Thule . Avaruusalus saattaa jopa vierailla kolmannella KBO:lla. Ehdotettu Pluto Orbiter seuraisi samanlaista polkua.
Globaali mosaiikki Plutosta. Kuvan keskipiste on Pluton kohtaamispuoli, jossa New Horizons pystyi kaappaamaan korkearesoluutioisia kuvia sen ohi kulkiessaan. Oikealla ja vasemmalla on kohtaamaton puoli, joka kuvattiin paljon pienemmällä resoluutiolla, kun New Horizons oli kauempana. Kuvan ansiot: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Ross Beyer
'Olemme innoissamme tilaisuudesta tiedottaa vuosikymmeniä kestäneille kyselytutkimuksille tämän tutkimuksen avulla', sanoi SwRI:n tohtori Carly Howett, joka johtaa työtä. 'Tehtäväkonseptimme on lähettää yksi avaruusalus kiertoradalle Plutoa kahdeksi vuodeksi ennen irtautumista vieraillakseen ainakin yhdellä KBO- ja yhdellä muulla KBO-kääpiöplaneetalla.'
SwRI:n aiempi työ Pluto-kiertoradalla loi pohjan tälle tutkimukselle. Vuonna 2018 SwRI käytti omia tutkimusvarojaan kehittääkseen idean kiertoradalle, joka voi tutkia Plutoa ja jatkaa sitten pidemmälle Kuiperin vyöhykkeelle.
'...on mahdollista käyttää painovoima-apuja Pluton suurimmasta kuusta Charonista paeta Pluton kiertoradalle ja palata Kuiperin vyöhykkeelle...'
Dr. Alan Stern, Southwest Research Institute
'SwRI:n rahoittamassa tutkimuksessa, joka edelsi tätä uutta NASAn rahoittamaa tutkimusta, kehitimme Pluto-järjestelmän kiertoradan, joka osoitti, että tehtävä oli mahdollista suunnitelluilla kantoraketilla ja olemassa olevilla sähkökäyttöisillä propulsiojärjestelmillä', sanoi SwRI:n päätutkija, tohtori Alan Stern. New Horizons -tehtävästä sekä SwRI:n rahoittamasta tutkimuksesta. 'Osoitimme myös, että on mahdollista käyttää painovoima-avustuksia Pluton suurimmalta kuulta Charonilta paeta Pluton kiertoradalta ja palata Kuiperin vyöhykkeelle tutkiakseen lisää KBO:ta, kuten MU69:ää ja ainakin yhtä muuta kääpiöplaneettaa Plutoon verrattuna. ”
Tärkein este Plutoon suuntautuvassa kiertoradalla on ponneaine. Vaatii paljon ponneainetta kiertääkseen Pluton ympärillä ja tutkiakseen sen kuita, ilmakehää, aurinkotuulen vuorovaikutusta ja muita Pluto-järjestelmän näkökohtia. Mutta vuoden 2018 tutkimus osoitti, että Pluto-kiertorata voisi käyttää Pluton satelliitin painovoima-apua. Charon tutkia Plutoa useita vuosia, ja voisi käyttää samaa painovoima-apua päästäkseen syvemmälle Kuiperin vyöhykkeeseen. Tämä on samanlainen tapa kuin Cassini-tehtävä käytti Saturnuksen suurta kuuta Titania.
Tämä kuva Pluton kohtaamisesta otettiin vain minuutteja sen jälkeen, kun New Horizons oli lähimpänä. Orbiter mahdollistaisi laajemman tutkimuksen. Kiitos: NASA/JHUAPL/SwRI.
'Tämä on uraauurtavaa', Stern sanoi 2018 tutkimus . 'Aiemmin NASA ja planeettatiedeyhteisö ajattelivat, että seuraava askel Kuiperin vyöhykkeen etsinnässä olisi valita 'meneminen syvälle' Pluton ja sen kuuiden tutkimuksessa tai 'meneminen leveälle' tutkimalla pienempiä Kuiper-vyön esineitä ja toista kääpiöplaneettaa. verrattuna Plutoon. Planeettatiedeyhteisö keskusteli siitä, mikä oli oikea seuraava askel. Tutkimuksemme osoittavat, että voit tehdä molemmat yhdessä tehtävässä: se muuttaa pelin.'
Vuoden 2018 suunnitelma mahdollisti myös läheisen kohtaamisen Charonin, Pluton suurimman satelliitin kanssa, sekä muut Kuun ohitukset.
Paranneltu värikuva Charonista New Horizonsista. Kuvan ansiot: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute – http://pluto.jhuapl.edu/Multimedia/Science-Photos/image.php?gallery_id=2&image_id=323 (katso myös http://photojournal .jpl.nasa.gov/catalog/PIA19968), Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=43899990
Tiffany Finley on ohjelmistojohtaja SwRI:n avaruustieteen ja -tekniikan osastolla. 'Tämä kiertue ei ole kaikkea muuta kuin optimoitu, mutta se pystyy lentämään viisi tai useampia Pluton neljästä pienestä kuusta samalla kun se tutkii Pluton napa- ja päiväntasaajan alueita tasonvaihdosten avulla', Finley sanoi. 'Suunnitelma mahdollistaa myös laajan lähikohtaamisen Charonin kanssa ennen kuin se uppoaa Pluton ilmakehään näytteenottoa varten, ennen kuin alus käyttää Charonia viimeisen kerran pakenemaan Kuiperin vyöhykkeelle uusia tehtäviä varten', hän sanoi.
Vuoden 2018 tutkimus osoitti myös, että Pluto Orbiter voisi käyttää samaa xenon-ioni propulsiojärjestelmä Dawn-tehtävänä matkustaa muihin Kuiperin vyöhykkeen esineisiin. Se osoitti myös, että kiertorata voisi kiertää toisen Kuiperin vyöhykkeen kääpiöplaneetan ympäri.
New Horizons antoi meille ensimmäisen katsauksen Pluton aktiiviseen pintaan. Kosmisen laavalampun tavoin suuri osa Pluton jäisestä pinnasta Sputnik Planumissa uudistuu jatkuvasti konvektioksi kutsutulla prosessilla, joka korvaa vanhemmat pintajäät tuoreemmalla materiaalilla. Kiertorata auttaisi meitä ymmärtämään tämän ja monia muita Pluton ominaisuuksia. Kiitokset: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.
'Kuka olisi uskonut, että yksi tehtävä, jossa käytetään jo saatavilla olevia sähkömoottoreita, voisi tehdä kaiken tämän?' Stern sanoi vuoden 2018 tutkimuksesta. 'Nyt kun tiimimme on osoittanut, että planeettatiedeyhteisön ei tarvitse valita Pluton kiertoradan tai muiden Kuiperin vyöhykkeen kappaleiden ohilennusten välillä, vaan sillä voi olla molemmat, kutsun tätä yhdistettyä tehtävää tulevaisuuden Pluton 'kultastandardiksi'. ja Kuiperin vyöhykkeen tutkimus.'
Pluto Orbiterin on selvitettävä useita esteitä. Yksi on tietoliikenne. New Horizonsilla oli vain 16 Gt tietotallennustilaa, ja kaiken tiedon siirtämiseen Plutosta takaisin Maahan kesti 16 kuukautta. Tämä ei tietenkään toimi kiertoradalla. Tietovaraston lisääminen on yksinkertaista, mutta tarvitaan paljon tehokkaampi tiedonsiirtojärjestelmä.
New Horizons on melko pieni avaruusalus, joten se on sen lautanen. Pluto Orbiter tarvitsisi paljon suuremman, tehokkaamman tiedonsiirtojärjestelmän. Kuvan tekijä: NASA – http://mediaarchive.ksc.nasa.gov/detail.cfm?mediaid=27362, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=401365
Se on hyvä merkki, että NASA on päättänyt rahoittaa yksityiskohtaisemman tutkimuksen SwRI:n Pluto Orbiter -ehdotuksesta. SwRI:llä on vahva kokemus tehtävänhallinnasta, mukaan lukien Juno, New Horizons ja IBEX . He ovat myös kehittäneet teknologioita ja instrumentteja useisiin NASA- ja ESA-tehtäviin.
New Horizonsin ansiosta tiedämme, että Pluto on paljon monimutkaisempi kuin luulimme. Tiedämme, että Pluton pinta on paljon aktiivisempi kuin olisimme voineet kuvitella. Tiedämme, että Plutolla on ilmakehä, ja uskomme, että Plutolla oli joskus nestettä pinnallaan. Plutolla voi myös olla a maanalainen valtameri , joka mahdollisesti liittyy Pluton niin kutsuttuun sydämeen Tombaughin alue.
New Horizonsin ottamassa lähikuvassa Pluton takaosasta näkyy useita sumukerroksia sen pääosin typen ilmakehässä. Kiitokset: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.
New Horizons todella antoi meille vain tilannekuvan Plutosta. Se on erittäin houkutteleva tilannekuva, mutta ohilento kesti vain noin 24 tuntia, ja opittavaa on paljon.
Lisää:
- Lehdistötiedote: SwRI SUUNNITTELE PLUTO KIERTOLEHTIÄ
- Lehdistötiedote 2018: SwRI-TIIMI TEKEE LOPPUA PLUTO ORBITER MISSION TUTKIMUKSESTA
- NASA: Vuotta myöhemmin: New Horizonsin 10 parasta löytöä Plutosta