Explorarea lui Pluto

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

1leftarrow blue.svg Intrare principală: Pluto (astronomie) .

Explorarea lui Pluto reprezintă o provocare astronautică considerabilă , având în vedere distanța față de Pământ . Fiecare misiune spațială din sistemul solar exterior trebuie să fie echipată cu un sistem de alimentare capabil să furnizeze energie sondei fără posibilitatea conversiei energiei solare prin utilizarea panourilor fotovoltaice . Singura sursă viabilă de energie la o distanță mare de Soare este un generator termoelectric de radioizotopi . [1]

Prima, și numai până acum, sondă care a vizitat planeta pitică a fost New Horizons pe 14 iulie 2015 . Sonda NASA a efectuat o survolare strânsă (fly-by) a corpului ceresc la o altitudine de aproximativ 12.500 km distanță și o viteză de peste 13 km / s. New Horizons a plecat pe 19 ianuarie 2006 și după ce a zburat peste Jupiter în februarie 2007, a ajuns pe orbita lui Uranus în martie 2011 și pe cea a lui Neptun în august 2014 .

Înaintea Noilor Orizonturi

Voyager 1 ar fi putut vizita Pluto, dar controlorii misiunii au optat pentru un flyby al lui Titan , cea mai mare lună a lui Saturn, a cărei atmosferă a fost investigată. În urma acestui zburător strâns, traiectoria sondei sa dovedit a fi incompatibilă cu Pluto. [2]

Voyager 2, pe de altă parte, nu a fost niciodată pe o traiectorie compatibilă pentru un pasaj apropiat către Pluto. [3]

Pluto 350

Imaginea artistică a lui Pluto 350.

Pluto 350 a fost un proiect conceput de Robert W. Farquhar pentru a trimite o navă spațială de 350 de kilograme către Pluto. [4] Designul minimalist al navei spațiale trebuia să-i permită să călătorească mai repede și să fie mai ieftin, spre deosebire de majoritatea celorlalte proiecte scumpe pe care NASA le dezvoltă la acea vreme, precum Galileo și Cassini . În acel moment, se credea că atmosfera lui Pluton va îngheța și va cădea din nou la pământ atunci când se va întâlni cu iarna, astfel încât comunitatea științifică a împins să trimită o navă spațială pentru ao studia, într-un timp scurt. NASA a considerat că proiectul este riscant și nava spațială prea mică, dar fiind mai puțin costisitoare decât alte propuneri, cum ar fi cea mult mai scumpă numită Mariner Mark II, a rămas în curs de aprobare pentru dezvoltare. [4]

Pluto Fast Flyby

In august anul 1992 , JPL om de știință Robert Staehle sunat descoperitorul lui Pluto, Clyde Tombaugh , cere permisiunea de a vizita planeta lui. [5] „I-am spus că este binevenit”, își amintește ulterior Tombaugh. [6] Staehle s-a gândit la un proiect economic similar cu Pluto 350, cu costuri reduse și care ar putea ajunge rapid la Pluto. Inițial, proiectul implica două sonde cu greutatea de 35-50 kg, care ar fi costat, cu excepția costurilor de lansare, mai puțin de 500 de milioane de dolari. Administratorul NASA, Daniel S. Goldin, a transferat apoi resursele utilizate pentru Pluto 350 și Mariner Mark II în noul proiect Pluto Fast Flyby . [4] Cu toate acestea, pe parcursul dezvoltării proiectului, s-a realizat că dimensiunea și, în consecință, costurile vor crește considerabil, în plus, Alan Stern a afirmat ulterior că, în acel moment, echipa științifică nu avea moral pentru pierderea misiunii Mars Observer. ., cu care s-a pierdut contactul în august 1993 în timp ce încerca să intre pe orbită areocentrică .[7]

Nava spațială urma să fie lansată folosind transportatori Titan IV , care ar fi costat 400 de milioane de dolari fiecare, mărind astfel bugetul la peste 1 miliard [4] . Datorită constrângerilor bugetare în creștere, conceptul navei duale a fost abandonat în favoarea trimiterii unei singure nave spațiale. Cu toate acestea, proiectul era încă prea scump pentru CEO Goldin. Alan Stern, ca compromis, a ajuns la un acord cu oamenii de știință de la Institutul Rus de Cercetare Spațială din Moscova pentru a lansa Pluto Fast Flyby cu un vector Proton , economisind NASA peste 400 de milioane de dolari în costuri de lansare. Alec Galeev, șeful Institutului Rus de Cercetare Spațială , a ajuns la un acord cu Stern cu Rusia care ar include o sondă atmosferică care, după studierea atmosferei sale cu un spectrometru de masă , ar avea impact asupra suprafeței . [8] Propunerea a fost înaintată lui Goldin, dar el a pus veto, recomandând JPL să investigheze în schimb posibilitatea lansării Pluto Fast Flyby cu un transportator mai mic, cum ar fi Delta II . [4]

Pluto Kuiper Express și alte propuneri

Imagine artistică a expresului Pluto.

Numeroase obiecte trans-neptuniene au fost descoperite la sfârșitul anilor 1990 , confirmând existența unei centuri Kuiper . Interesul pentru o misiune a Centurii Kuiper a determinat NASA să ia în considerare o misiune nu numai pentru a zbura peste Pluto, ci și pentru a explora Centura Kuiper și alte obiecte din acea zonă a spațiului. Misiunea a fost apoi redenumită Pluto Kuiper Express , după ce a fost numită inițial Pluto Express. În planurile proiectului, greutatea navei ar fi fost de 175 kg, cu 9 instrumente științifice la bord și un cost de aproximativ 250 de milioane de dolari. [4]

Cu toate acestea, Goldin a decis că Pluto Kuiper Express avea o importanță redusă și, prin urmare, a redus drastic finanțarea proiectului. În cele din urmă, în ciuda selecției oficiale a instrumentelor științifice și a numirii mai multor anchetatori, directorul de atunci al misiunii științifice Edward J. Weiler a ordonat anularea întregii misiuni în 2000, din motive bugetare și întârzierile acumulate, care au afectat proiectul încă de la începuturile sale. În momentul anulării, costurile proiectate depășeau un miliard de dolari. [9]

În 2003, a fost făcută o propunere de călătorie dus-întors pentru explorarea lui Pluto, cu un orbitator și un lander care ar trebui să cartografieze suprafața și să facă aterizări multiple. A fost prevăzută o sondă cu apă fierbinte pentru explorarea interiorului calotelor de gheață și posibilitatea producerii de combustibil pe site prin extragerea hidrogenului din apă prin electroliză . Planul de călătorie ar fi de doisprezece ani, iar sonda se va întoarce pe Pământ în alți doisprezece ani călătorind cu energie nucleară , aducând probe prelevate de la suprafață pe Pământ. [10]

Noile orizonturi

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: New Horizons .
Lansarea New Horizons pe 19 ianuarie 2006.
Primele imagini ale lui Pluto realizate de New Horizons

În 2003 , după o luptă politică intensă, a fost aprobată o nouă misiune pentru Pluton: Noile Orizonturi. Sonda a fost lansată pe 19 ianuarie 2006 și șeful misiunii S. Alan Stern a confirmat că o parte din cenușa lui Clyde Tombaugh , care a murit în 1997, se află la bord . [11]

La începutul anului 2007, nava a folosit gravitația lui Jupiter pentru a accelera și a se îndrepta spre planeta pitică. Cea mai apropiată abordare a sa de planetă a avut loc pe 14 iulie 2015. Cu toate acestea, observațiile științifice ale lui Pluto au început cu cinci luni mai devreme și au continuat chiar și după întâlnire.
În septembrie 2006 , New Horizons a luat prima imagine a lui Pluton, de la mare distanță, în timpul unui test al Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) [12] . Imaginile obținute de la 4,2 miliarde de kilometri ar putea confirma capacitatea navei spațiale de a urmări ținte îndepărtate, o capacitate fundamentală pentru manevre către Pluto și spre alte obiecte din centura Kuiper .

Sonda a analizat și a fotografiat suprafața lui Pluto și cel mai mare satelit al său Charon . Descoperirea micilor sateliți Night și Hydra ar fi putut fi o provocare neașteptată pentru nava spațială. Resturile rezultate din coliziunile dintre obiectele mici ale centurii Kuiper și lunile mici ar putea produce inele subțiri, temporare , de praf . New Horizons, trebuind să treacă printr-un astfel de sistem, ar fi putut suferi astfel de daune, de către micrometeoriți , pentru a-l scoate din uz. [13]

Misiuni viitoare

După zburatul New Horizons , unii oameni de știință au început să susțină nevoia unei noi misiuni la Pluto, cu un modul care intră pe orbita în jurul planetei pitice [14] . Printre obiectivele științifice ale misiunii ar fi cartarea suprafeței cu o rezoluție de 9 metri pe pixel , observațiile sateliților minori din Pluto, cartarea topografică a regiunilor din Pluto care nu au fost observate și detectarea suprafeței și variațiile atmosferice ale lui Pluto în timpul rotației pe propria axă. Alan Stern , care a servit ca investigator principal pentru New Horizons, a sugerat un Cassini- stil orbitar de așteptat să fie lansat în jurul valorii de 2030 , cu ocazia celei de a 100 de ani de la descoperirea planetei pitice. Odată ce sonda ajunge pe Pluto, ar folosi gravitația lui Charon pentru a-și regla orbita pentru a-și atinge obiectivele și, odată ce toate măsurătorile sistemului plutonian au fost finalizate, pentru a se îndrepta spre alte obiecte din centura Kuiper. [15] Pentru a reduce timpul călătoriei către Pluto, Institutul NASA pentru concepte avansate (NIAC), în colaborare cu laboratorul de fizică plasmatică Princeton , studiază un anumit tip de rachetă de fuziune nucleară cu radioactivitate scăzută pentru un orbitator și un lander pentru o viitoare misiune la Pluto. [16] [17]

Fusion-Enabled Pluto Orbiter și Lander

Imagine artistică a Fusion-Enabled Pluto Orbiter și Lander.

Fusion-Enabled Pluto Orbiter and Lander este un studiu finanțat de NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC) pentru a trimite un orbitator și un lander cu o greutate de 1.000 kg către Pluto. [18] Cu un motor alimentat nuclear, acesta ar ajunge la Pluton în doar 4 ani, luând mai puțin de jumătate din timpul Noilor Orizonturi. [19]

Pluto Hop, Skip și Jump

Global Aerospace Corporation, în 2017, a propus o misiune care include un lander numit „ Pluto Hop, Skip and Jump ”. [20] [21] Odată la suprafață, vehiculul ar folosi gravitația redusă a lui Pluto pentru a „sări” de la un loc la altul, folosind propulsorul disponibil. Această propunere este similară cu Triton Hopper a NASA pentru explorarea celei mai mari luni a lui Neptun , Triton .

Notă

  1. ^ Giuseppina Pulcrano, Bateriile nucleare, este timpul pentru skutterudite , pe media.inaf.it , INAF, 14 octombrie 2016.
  2. ^ Eric Betz, De ce Voyager nu a vizitat Pluto? , pe astronomy.com .
  3. ^ Întrebări frecvente Voyager , voyager.jpl.nasa.gov , Jet Propulsion Laboratory, 14 ianuarie 2003. Accesat la 8 septembrie 2006 (arhivat din original la 21 iulie 2011) .
  4. ^ a b c d e f Stern 2009 .
  5. ^ Dava Sobel , The last world , pe revista Discover , 1993. Accesat la 13 aprilie 2007 .
  6. ^ Ultima lume , pe discovermagazine.com , Discover Magazine. Adus pe 14 iunie 2014 .
  7. ^ Jason Davis, Pushing Back the Frontier: How The Planetary Society A Helped Send a Spacecraft to Pluto , at planetary.org , The Planetary Society , 7 iulie 2015.
  8. ^ Stern & Grinspoon .
  9. ^ Dr. David R. Williams, Pluto Kuiper Express , NASA Goddard Space Flight Center , 2005. Accesat la 26 martie 2007 (arhivat din original la 20 august 2011) .
  10. ^ James Powell și colab. , Pluto Orbiter / lander / eșantion de misiuni de returnare folosind motorul nuclear MITEE , 2003 IEEE Aerospace Conference , Ieeexplore.ieee.org, 8-15 martie 2003, DOI : 10.1109 / AERO.2003.1235077 , ISBN 0-7803-7651-X . Adus la 22 noiembrie 2011 .
  11. ^ Dr. Alan Stern, Happy 100th Birthday, Clyde Tombaugh , Southwest Research Institute , 2006. Accesat la 13 aprilie 2007 (arhivat din original la 15 aprilie 2007) .
  12. ^ New Horizons, Not Quite to Jupiter, Makes First Pluto Sighting , su pluto.jhuapl.edu , The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, 28 noiembrie 2006. Accesat la 20 martie 2007 (arhivat din original la 20 februarie 2007) .
  13. ^ Andrew J. Steffl, S. Alan Stern, First Constraints on Rings in the Pluto System , astro-ph / 0608036.
  14. ^ De ce un grup de oameni de știință cred că avem nevoie de o altă misiune la Pluto , pe theverge.com , The Verge, 26 aprilie 2017.
  15. ^ Te întorci la Pluto? Oamenii de știință să împingă misiunea Orbiter , pe space.com , Space.com .
  16. ^ Loura Hall, Fusion-Enabled Pluto Orbiter and Lander , NASA, 5 aprilie 2017.
  17. ^ Stephanie Thomas, Princeton Satellite Systems, Fusion-Enabled Pluto Orbiter and Lander - Phase I Final Report ( PDF ), la ntrs.nasa.gov , NASA, 2017.
  18. ^ Loura Hall, Fusion-Enabled Pluto Orbiter and Lander , NASA, aprilie 2016.
  19. ^ Nancy Atkinson, următoarea misiune Pluto - un orbitator și un lander? , pe phys.org , PhysOrg, 27 aprilie 2017.
  20. ^ Pluto Conceptul lander prezentat de Global Aerospace Corporation - Insider zbor spatial , pe spaceflightinsider.com, www.spaceflightinsider.com.
  21. ^ Global Aerospace Corporation va prezenta conceptul Pluter Lander NASA , la eurekalert.org .

Bibliografie

Controlul autorității LCCN ( EN ) sh2018000344