בעוד 30 שנה, משימת חקר חלל המונעת על-ידי גרעין לנפטון וירחיה עשויה להתחיל לחשוף כמה מהסודות החמקמקים ביותר של מערכת השמש שלנו בנוגע להיווצרות כוכבי הלכת שלה - והתגלו לאחרונה כאלה שהתפתחו סביב כוכבים אחרים.
חזון העתיד הזה הוא במוקד מחקר תכנון שנמשך 12 חודשים שנערך על ידי צוות מומחים מגוון בהובלת מערכות לוויין בואינג ומומן על ידי נאס"א. זהו אחד מ -15 מחקרי "Vision Mission" שנועדו לפתח מושגים בתוכניות לחקר החלל לטווח הארוך של ארצות הברית. חבר צוות ומדעי הרדיו פרופסור פול סטפס, נפטון, מבית הספר להנדסת חשמל ומחשבים של מכון ג'ורג'יה מכנה את המשימה "האולטימטיבית בחקר החלל העמוק."
נאס"א העבירה משימות נרחבות ליופיטר ולסטורן, המכונים "ענקי הגז" מכיוון שהן מורכבות בעיקר ממימן והליום. עד 2012, חקירות אלה יניבו מידע משמעותי על התכונות הכימיות והפיזיקליות של כוכבי לכת אלה. פחות ידוע על נפטון ואורנוס - "ענקי הקרח".
"מכיוון שהם רחוקים יותר, נפטון ואורנוס מייצגים משהו שמכיל יותר מהמקור - להשתמש ב'קרל סגניזם '-' חומר סולארי 'או בערפילית שהתעבה ליצירת כוכבי לכת," אמר סטפס. "נפטון הוא כוכב לכת. זה פחות מושפע מחומרים קרובים לשמש והיו לו פחות התנגשויות עם שביטים ואסטרואידים. זה מייצג יותר את מערכת השמש הקדומה מאשר יופיטר או סטורן. "
כמו כן, מכיוון שנפטון כה קר, המבנה שלה שונה מיופיטר ושבתאי. משימה לחקור את מקורו ומבנהו של נפטון - שצפוי להשיק בין 2016 ל -2018 ולהגיע סביב 2035 - תגדיל את הבנת המדענים לגבי היווצרות פלנטרית מגוונת במערכת השמש שלנו ובאחרים, ציין סטפס.
צוות המשימה מעוניין לחקור גם את ירחי נפטון, ובמיוחד את טריטון, שלפי מדעני הפלנטה הוא אובייקט חגורת קויפר. כדורי קרח כאלה הם כוכבי לכת מיקרו שיכולים להיות בקוטר של עד 1,000 ק"מ ונמצאים בדרך כלל באזורים החיצוניים ביותר של מערכת השמש שלנו. בהתבסס על מחקרים עד כה, מדענים מאמינים שטריטון לא נוצר מחומרים נפטון, כמו רוב הירחים המקיפים כוכבי לכת במערכת השמש שלנו. במקום זאת, כנראה שטריטון הוא חפץ חגורת קויפר שנמשך בטעות למסלולו של נפטון.
"טריטון נוצר בחלל," אמר סטפס. "זה אפילו לא קרוב משפחה של נפטון. זה ילד מאומץ? אנו מאמינים שאובייקטים של חגורת קויפר כמו טריטון היו המפתח להתפתחות מערכת השמש שלנו, כך שיש הרבה עניין לבקר בטריטון. "
למרות שהם עומדים בפני מספר אתגרים טכניים - כולל עיצוב בדיקות כניסה, וטלקומוניקציה ופיתוח מכשירים מדעיים - צוות משימת החזון של נפטון פיתח תוכנית ראשונית. חברי הצוות, כולל סטפס, הציגו זאת בסתיו הקרוב במגוון ישיבות מדעיות כדי לעודד משוב ממומחים אחרים. ב- 17 בדצמבר הם יציגו זאת שוב בישיבה השנתית של האיחוד הגיאופיזי האמריקני. ההמלצות הסופיות שלהן צפויות לנאס"א ביולי 2005.
התוכנית מבוססת על זמינותה של טכנולוגיית הנעה גרעינית-חשמלית בפיתוח בפרויקט פרומתאוס של נאס"א. רקטה כימית מסורתית תשגר את החללית אל מחוץ למסלול כדור הארץ. ואז מערכת הנעה חשמלית המופעלת על ידי כור ביקוע גרעיני קטן - טכנולוגיה משתנה מסוג הצוללת - תניע את החללית למטרת החלל העמוק שלה. מערכת ההנעה תיצור דחף על ידי גירוש חלקיקים טעונים חשמליים הנקראים יונים ממנועיו.
בגלל המטען המדעי הגדול שהחללית המונעת על ידי גרעין חשמלי יכולה לשאת וכוח, משימת נפטון מבטיחה הבטחה גדולה לגילוי מדעי, אמר סטפס.
המשימה תעסיק חיישנים חשמליים ואופטיים על סיפון האורביטר ושלושה בדיקות לחוש את אווירת האווירה של נפטון, אמר סטפס, מומחה לחישה ברדיו מרחוק באטמוספרות פלנטריות. באופן ספציפי, המשימה תאסוף נתונים על יחסי היסוד האטמוספריים של נפטון ביחס למימן ואיזוטופי מפתח, כמו גם כוח המשיכה והשדות המגנטיים של כדור הארץ. הוא יחקר דינמיקות זרימת אטמוספרי גלובלי, מטאורולוגיה וכימיה. בטריטון, שתי נחתות אוספות מידע אטמוספרי וגיאוכימיקלי ליד גייזרים על פני השטח.
שלושת בדיקות הכניסה של המשימה יושמטו לאווירה של נפטון בשלושה קווי רוחב שונים - אזור קו המשווה, קו רוחב אמצע ואזור קוטבי. מעצבי המשימה מתמודדים עם האתגר של העברת נתונים מהבדיקות דרך האווירה הקולטת גלי רדיו של נפטון. המעבדה של סטפס בג'ורג'יה טק ערכה מחקר נרחב וצברה הבנה מעמיקה כיצד לטפל בבעיה זו, ציין.
צוות המשימה עדיין דן באיזו עומק יש לפרוס את הבדיקות באווירה של נפטון כדי לקבל נתונים מדעיים משמעותיים. "אם אנו בוחרים תדר נמוך מספיק של אותות רדיו, נוכל לרדת ל 500 עד 1,000 אטמוספרות כדור הארץ, שהם 7,500 פאונד לחץ לאינץ '(PSI)", הסביר סטפס. "לחץ זה דומה למה שצוללת צוללת באוקיינוס העמוק."
עם זאת, ככל הנראה עומק זה לא יידרש, על פי המודלאים האטמוספריים של צוות המשימה, אמר סטפס. הבדיקות יוכלו להשיג את מרבית המידע ב 100 אטמוספרות כדור הארץ בלבד, או 1,500 PSI.
המקור המקורי: מהדורת חדשות טק ג'ורג'יה
