Dalam 30 tahun, misi penerokaan angkasa nuklear ke Neptune dan bulan-bulannya mungkin mula mengungkap beberapa rahsia sistem suria kita yang paling sukar difahami mengenai pembentukan planetnya - dan baru-baru ini dijumpai yang berkembang di sekitar bintang lain.
Visi masa depan ini adalah fokus kajian perencanaan 12 bulan yang dilakukan oleh pelbagai pasukan pakar yang diketuai oleh Boeing Satellite Systems dan dibiayai oleh NASA. Ini adalah salah satu daripada 15 kajian “Mission Mission” yang bertujuan untuk mengembangkan konsep dalam rancangan penerokaan ruang angkasa jangka panjang Amerika Syarikat. Ahli pasukan Neptune dan saintis radio Profesor Paul Steffes dari Sekolah Kejuruteraan Elektrik dan Komputer Institut Teknologi Georgia menyebut misi itu "yang paling utama dalam penerokaan angkasa lepas."
NASA telah melakukan misi yang luas ke Musytari dan Saturnus, yang disebut sebagai "raksasa gas" kerana mereka terdiri dari hidrogen dan helium. Menjelang 2012, penyelidikan ini akan menghasilkan maklumat penting mengenai sifat kimia dan fizikal planet-planet ini. Tidak banyak yang diketahui mengenai Neptunus dan Uranus - "gergasi ais."
"Kerana mereka lebih jauh, Neptunus dan Uranus mewakili sesuatu yang mengandung lebih banyak dari yang asli - untuk menggunakan 'Carl Saganism' - 'benda suria' atau nebula yang terkondensasi untuk membentuk planet," kata Steffes. "Neptunus adalah planet yang lebih mentah. Ia kurang dipengaruhi oleh bahan-bahan yang dekat dengan sinar matahari, dan pelanggaran dengan komet dan asteroid lebih sedikit. Ia lebih mewakili sistem suria purba daripada Musytari atau Saturnus. "
Juga, kerana Neptunus sangat sejuk, strukturnya berbeza dari Musytari dan Saturnus. Misi untuk menyiasat asal usul dan struktur Neptunus - yang dijangka dilancarkan antara 2016 dan 2018 dan tiba sekitar 2035 - akan meningkatkan pemahaman saintis mengenai pembentukan planet yang beragam di sistem suria kita dan yang lain, kata Steffes.
Pasukan misi juga berminat untuk meneroka bulan Neptunus, terutama Triton, yang dipercayai oleh saintis planet sebagai objek tali pinggang Kuiper. Bola ais seperti itu adalah planet mikro yang berdiameter hingga 1.000 kilometer dan umumnya terdapat di kawasan terluar sistem suria kita. Berdasarkan kajian hingga kini, saintis percaya Triton tidak terbentuk dari bahan Neptunus, seperti kebanyakan bulan yang mengorbit planet di sistem suria kita. Sebaliknya, Triton kemungkinan merupakan objek tali pinggang Kuiper yang secara tidak sengaja ditarik ke orbit Neptunus.
"Triton terbentuk di luar angkasa," kata Steffes. "Ia bukan saudara terdekat Neptunus. Anak angkat? Kami percaya objek tali pinggang Kuiper seperti Triton adalah kunci kepada pengembangan sistem suria kita, jadi ada banyak minat untuk mengunjungi Triton. "
Walaupun mereka menghadapi sejumlah tantangan teknis - termasuk desain probe masuk, dan pengembangan instrumen telekomunikasi dan ilmiah - tim Neptune Vision Mission telah mengembangkan rencana awal. Anggota pasukan, termasuk Steffes, telah menyampaikannya pada musim gugur ini dalam berbagai pertemuan ilmiah untuk mendorong maklum balas dari pakar lain. Pada 17 Disember, mereka akan membentangkannya lagi pada mesyuarat tahunan Kesatuan Geofizik Amerika. Cadangan terakhir mereka akan dibuat pada NASA pada bulan Julai 2005.
Rancangan ini didasarkan pada ketersediaan teknologi penggerak nuklear-elektrik yang sedang dikembangkan dalam Project Prometheus NASA. Roket kimia tradisional akan melancarkan kapal angkasa keluar dari orbit Bumi. Kemudian sistem pendorong elektrik yang dikuasakan oleh reaktor pembelahan nuklear kecil - teknologi jenis kapal selam yang diubah - akan mendorong kapal angkasa ke sasaran ruang dalam. Sistem pendorong akan menghasilkan tujahan dengan mengeluarkan zarah-zarah bermuatan elektrik yang disebut ion dari enjinnya.
Kerana muatan ilmiah yang besar yang dapat dibawa dan dikuasakan oleh kapal angkasa yang didorong oleh elektrik-nuklear, misi Neptunus menjanjikan penemuan saintifik, kata Steffes.
Misi ini akan menggunakan sensor elektrik dan optik di atas orbit dan tiga probe untuk merasakan sifat atmosfer Neptunus, kata Steffes, seorang pakar dalam penginderaan radio jarak jauh atmosfer planet. Secara khusus, misi akan mengumpulkan data mengenai nisbah unsur atmosfera Neptunus terhadap nisbah hidrogen dan isotop utama, serta medan graviti dan magnet planet. Ia akan mengkaji dinamika, meteorologi dan kimia peredaran atmosfera global. Di Triton, dua pendarat akan mengumpulkan maklumat atmosfera dan geokimia berhampiran geyser di permukaan.
Tiga siasatan kemasukan misi akan dijatuhkan ke atmosfer Neptunus di tiga garis lintang yang berbeza - zon khatulistiwa, garis lintang pertengahan dan wilayah kutub. Pereka misi menghadapi cabaran untuk menghantar data dari penyiasat melalui suasana penyerap gelombang radio Neptune. Makmal Steffes di Georgia Tech telah melakukan penyelidikan yang luas dan memperoleh pemahaman yang mendalam tentang bagaimana mengatasi masalah ini, katanya.
Pasukan misi masih membincangkan sejauh mana siasatan harus dikerahkan ke atmosfer Neptune untuk mendapatkan data saintifik yang bermakna. "Jika kita memilih frekuensi isyarat radio yang cukup rendah, kita dapat turun ke 500 hingga 1.000 atmosfer Bumi, yang merupakan tekanan 7.500 paun per inci persegi (PSI)," jelas Steffes. "Tekanan itu mirip dengan apa yang dialami kapal selam di laut dalam."
Walau bagaimanapun, kedalaman itu mungkin tidak diperlukan, menurut pemodel atmosfera pasukan misi, kata Steffes. Probe akan dapat memperoleh kebanyakan maklumat di hanya 100 atmosfera Bumi, atau 1.500 PSI.
Sumber Asal: Siaran Berita Teknologi Georgia
