NASA SEKARANG MENIMBANGKAN MISI ORBITER PLUTO

Send

Misi New Horizons NASA banyak mengajar kita mengenai Pluto, planet kerdil es. Tetapi kapal angkasa melesat melewati Pluto dengan begitu cepat, kami hanya mendapat gambar resolusi tinggi dari satu sisi planet ini, yang disebut "sisi pertemuan." New Horizons memberi kita lompatan besar dalam pemahaman, tetapi dengan cara itu, ia mengajukan lebih banyak soalan daripada yang dijawabnya.

Langkah seterusnya jelas adalah pengorbit, dan sekarang NASA mula mempertimbangkannya secara serius.

NASA telah memberi dana kepada Southwest Research Institute (SwRI) untuk mula mengembangkan idea tersebut. SwRI ditugaskan untuk menyelidiki "atribut penting, kelayakan dan biaya dari kemungkinan misi pengorbit Pluto di masa depan."

Jauh dari perkara yang pasti. Kajian ini adalah salah satu daripada 10 yang diluluskan oleh NASA sebelum Kajian Decadal Science Planetary berikutnya. Kajian ini akan mengembangkan keperluan reka bentuk untuk pengorbit dan muatannya, membuat beberapa anggaran kos awal, dan menilai risiko untuk teknologi baru yang diperlukan untuk misi tersebut. Hasil kajian ini akan dihantar ke Kajian Akademi Planet Decadal Akademi Nasional yang bermula pada tahun 2020.

New Horizons mengunjungi Pluto sebelum menuju ke Kuiper Belt dan mengunjungi MU69 2014, Kuiper Belt Object (KBO) yang juga dikenali sebagai Ultima Thule. Kapal angkasa itu mungkin juga mengunjungi KBO ketiga. Pluto Orbiter yang dicadangkan akan mengikuti jalan yang serupa.

"Kami sangat gembira mendapat kesempatan ini untuk menginformasikan perbincangan tinjauan dekad dengan kajian ini," kata Dr Carly Howett dari SwRI, yang memimpin usaha ini. "Konsep misi kami adalah mengirim kapal angkasa tunggal ke orbit Pluto selama dua tahun Bumi sebelum melepaskan diri untuk mengunjungi sekurang-kurangnya satu KBO dan satu planet kerdil KBO yang lain."

Karya SwRI sebelumnya pada pengorbit Pluto meletakkan asas untuk kajian ini. Pada tahun 2018, SwRI menggunakan dana penyelidikan mereka sendiri untuk mengembangkan idea untuk lawatan orbit yang dapat menyiasat Pluto dan kemudian menuju ke Kuiper Belt.

"... adalah mungkin untuk menggunakan bantuan gravitasi dari bulan terbesar Pluto, Charon, untuk melarikan diri dari orbit Pluto dan kembali ke Kuiper Belt ..."
Dr. Alan Stern, Institut Penyelidikan Barat Daya

"Dalam kajian yang didanai oleh SwRI yang mendahului kajian baru yang dibiayai oleh NASA ini, kami mengembangkan tur orbit sistem Pluto, menunjukkan misi itu mungkin dilakukan dengan kenderaan pelancaran kemampuan yang dirancang dan sistem pendorong elektrik yang ada," kata Dr Alan Stern, penyelidik utama SwRI misi New Horizons serta kajian yang dibiayai oleh SwRI. "Kami juga menunjukkan mungkin menggunakan pertolongan gravitasi dari bulan terbesar Pluto, Charon, untuk melarikan diri dari orbit Pluto dan kembali ke Kuiper Belt untuk penerokaan lebih banyak KBO seperti MU69 dan sekurang-kurangnya satu planet kerdil untuk dibandingkan dengan Pluto. "

Rintangan utama dalam misi pengorbit ke Pluto adalah pendorong. Diperlukan banyak pendorong untuk mengorbit di sekitar Pluto dan mempelajari bulannya, atmosfernya, interaksi angin suria, dan aspek lain dari sistem Pluto. Tetapi kajian tahun 2018 menunjukkan bahawa orbit Pluto dapat menggunakan bantuan gravitasi dari satelit Pluto Charon untuk mempelajari Pluto selama beberapa tahun, dan dapat menggunakan bantuan gravitasi yang sama untuk menuju lebih jauh ke Sabuk Kuiper. Ini serupa dengan bagaimana misi Cassini menggunakan Titan bulan besar Saturnus.

"Ini sangat inovatif," kata Stern mengenai kajian 2018. “Sebelumnya, NASA dan komuniti sains planet berpendapat langkah seterusnya dalam eksplorasi Kuiper Belt adalah memilih antara 'pergi jauh' dalam kajian Pluto dan bulannya atau 'meluas' dengan memeriksa objek Kuiper Belt yang lebih kecil dan planet kerdil lain untuk perbandingan dengan Pluto. Komuniti sains planet berdebat yang merupakan langkah seterusnya yang tepat. Kajian kami menunjukkan bahawa anda boleh melakukan kedua-duanya dalam satu misi: ini adalah penukar permainan. "

Rancangan 2018 juga memungkinkan untuk mengadakan pertemuan dekat dengan Charon, satelit terbesar Pluto, serta flybys lunar yang lain.

Tiffany Finley adalah peneraju perisian di Bahagian Sains dan Kejuruteraan Angkasa SwRI. "Lawatan ini jauh dari dioptimumkan, namun mampu membuat lima atau lebih flybys dari masing-masing empat bulan kecil Pluto, sambil memeriksa wilayah kutub dan khatulistiwa Pluto menggunakan perubahan pesawat," kata Finley. "Rencana ini juga memungkinkan pertemuan jarak dekat dengan Charon sebelum masuk ke atmosfer Pluto untuk mengambil sampel sebelum kapal itu menggunakan Charon untuk terakhir kalinya untuk melarikan diri ke Kuiper Belt untuk tugas baru," katanya.

Kajian 2018 juga menunjukkan bahawa Pluto Orbiter dapat menggunakan sistem pendorong ion xenon yang sama dengan misi Dawn untuk melakukan perjalanan ke Kuiper Belt Objects yang lain. Ini juga menunjukkan bahawa pengorbit dapat memasuki orbit mengelilingi planet kerdil lain di Kuiper Belt.

"Siapa sangka bahawa satu misi menggunakan enjin pendorong elektrik yang sudah ada dapat melakukan semua ini?" Stern berkata mengenai kajian tahun 2018. "Sekarang pasukan kami telah menunjukkan bahawa komuniti sains planet tidak perlu memilih antara orbit Pluto atau flybys badan lain di Sabuk Kuiper, tetapi dapat memiliki keduanya, saya menyebut misi gabungan ini sebagai 'standard emas' untuk Pluto masa depan dan penerokaan Kuiper Belt. "

Terdapat beberapa halangan yang perlu ditangani oleh Pluto Orbiter. Salah satunya adalah komunikasi data. New Horizons hanya mempunyai penyimpanan data 16 GB dan mengambil masa 16 bulan untuk menghantar semua datanya dari Pluto flyby kembali ke Bumi. Itu jelas tidak akan berfungsi untuk pengorbit. Adalah perkara mudah untuk meningkatkan penyimpanan data, tetapi sistem penghantaran data yang lebih kuat akan diperlukan.

Itu petanda baik bahawa NASA telah memutuskan untuk membiayai kajian yang lebih terperinci mengenai cadangan Swuto Pluto Orbiter. SwRI mempunyai rekod prestasi pengurusan misi yang kuat, termasuk Juno, New Horizons, dan IBEX. Mereka juga telah mengembangkan teknologi dan instrumen untuk pelbagai misi NASA dan ESA.

Terima kasih kepada New Horizons, kita tahu bahawa Pluto jauh lebih kompleks daripada yang kita sangka. Kita tahu bahawa permukaan Pluto jauh lebih aktif daripada yang kita bayangkan. Kami tahu bahawa Pluto mempunyai atmosfer, dan kami berpendapat bahawa Pluto pernah mempunyai cairan di permukaannya. Pluto juga mungkin memiliki lautan di bawah permukaan, mungkin dihubungkan dengan apa yang disebut jantung Pluto, Wilayah Tombaugh.

Horizon Baru benar-benar hanya memberi kita gambaran ringkas mengenai Pluto. Ini adalah snapshot yang sangat menarik, tetapi flyby hanya bertahan sekitar 24 jam, dan masih banyak lagi yang perlu dipelajari.