Οι αστρονόμοι σκέφτονται τις πτήσεις προς γιγάντιους παγωμένους πλανήτες

Πίνακας περιεχομένων:

Οι αστρονόμοι σκέφτονται τις πτήσεις προς γιγάντιους παγωμένους πλανήτες
Οι αστρονόμοι σκέφτονται τις πτήσεις προς γιγάντιους παγωμένους πλανήτες
Anonim

Τι θα μπορούσε να είναι μια πτήση σε έναν γιγάντιο πλανήτη πάγου; Μπορείτε να εξερευνήσετε την μη ελκυστική επιφάνεια του φεγγαριού του Ουρανού Μιράντα ή να εξερευνήσετε τους περίεργους τεράστιους δακτυλίους του Ποσειδώνα. Πρόσφατα, οι πλανητικοί επιστήμονες σχεδίασαν μια υποθετική πτήση σε έναν από τους παγωμένους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος.

Αν είχατε την ευκαιρία να προσομοιώσετε την αγαπημένη σας πτήση προς τον Ουρανό ή τον Ποσειδώνα, πώς θα ήταν;

Θα εξερευνήσετε την μη ελκυστική επιφάνεια του φεγγαριού του Ουρανού Μιράντα; Or μήπως τα περίεργα και μαζικά δαχτυλίδια του Ποσειδώνα; Or την εκπληκτική αλληλεπίδραση αυτών των πλανητών με τον ηλιακό άνεμο;

Αλλά γιατί να επιλέξετε έναν μόνο στόχο όταν μπορείτε να κάνετε τα πάντα ταυτόχρονα;

Πρόσφατα, οι πλανητικοί επιστήμονες σχεδίασαν μια υποθετική πτήση σε έναν από τους γιγάντιους πλανήτες πάγου στο ηλιακό μας σύστημα. Βρήκαν τι θα έπρεπε να είναι ένα ονειρικό διαστημόπλοιο που πετά στον Ουρανό, λαμβάνοντας υπόψη τις τελευταίες καινοτομίες και τις πιο προηγμένες τεχνολογίες.

«Θέλαμε να καταλήξουμε σε τεχνολογίες που πραγματικά διευρύνουν τους ορίζοντές μας», δήλωσε ο Mark Hofstadter, ανώτερος συνεργάτης στο Jet Propulsion Laboratory και California Institute of Technology στην Πασαντίνα. «Δεν είναι τρελό να πιστεύουμε ότι θα εμφανιστούν σε 10 χρόνια». Ο Hofstadter είναι ο συγγραφέας μιας εσωτερικής μελέτης από το Jet Propulsion Laboratory, την οποία συμμετείχε στις 11 Δεκεμβρίου στην φθινοπωρινή συνάντηση της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης.

Ορισμένες καινοτομίες είναι φυσικές ενσαρκώσεις των υφιστάμενων τεχνολογιών. Ο Hofstadter μιλά για μικρό και ελαφρύ τσιπ υλικού και υπολογιστή. Χρησιμοποιώντας τα πιο προηγμένα συστήματα, είναι δυνατό να μειώσετε το βάρος και να ελευθερώσετε πολύ χώρο στο σκάφος. "Ο πύραυλος μπορεί να βάλει μια ορισμένη μάζα στο διάστημα", λέει, "και ως εκ τούτου κάθε κιλό κατασκευής που εξοικονομείται επιτρέπει την προμήθεια πρόσθετων επιστημονικών οργάνων".

Μηχανή πυρηνικών ιόντων

Το ονειρικό διαστημόπλοιο περιέχει δύο καθιερωμένες τεχνολογίες στο διάστημα που, σε συνδυασμό, απέδωσαν έναν εντελώς νέο κινητήρα που ονομάζεται ηλεκτρική μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας βασισμένη σε ραδιοϊσότοπα (ESRP).

Ένα διαστημόπλοιο λειτουργεί όπως κάθε άλλο μηχάνημα. Η μπαταρία παρέχει ενέργεια για την τροφοδοσία των ενσωματωμένων συστημάτων και την εκκίνηση του κινητήρα. Το καύσιμο ταξιδεύει μέσω του κινητήρα, όπου λαμβάνει χώρα μια χημική αντίδραση και δημιουργείται μια δραστική δύναμη που προωθεί το πλοίο.

Στο ονειρικό διαστημόπλοιο, η μπαταρία τροφοδοτείται από τη ραδιενεργή διάσπαση του πλουτωνίου, η οποία είναι η προτιμώμενη πηγή ενέργειας όταν πετάτε στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα, όπου υπάρχει ελάχιστο ηλιακό φως. Το Voyager 1, το Voyager 2, το Cassini και το New Horizons είχαν όλα μια πηγή ενέργειας ραδιοϊσοτόπων, αλλά χρησιμοποίησαν καύσιμο υδραζίνης σε μια χημική μηχανή που τα προώθησε γρήγορα στα μακρινά σημεία του ηλιακού συστήματος.

Ο κινητήρας ιόντων χρησιμοποιεί καύσιμο αέριο xenon. Το Xenon ιονίζεται. Το ηλεκτρικό πεδίο επιταχύνει τα ιόντα xenon και αφήνουν το διαστημόπλοιο με τη μορφή καυσαερίων. Τα διαστημόπλοια Deep Space 1 και Don χρησιμοποίησαν αυτόν τον τύπο κινητήρα, αλλά πήραν την ισχύ τους από μεγάλα ηλιακά πάνελ που λειτουργούν καλύτερα στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα, όπου πραγματοποιείται το μεγαλύτερο μέρος του διαστημικού ταξιδιού.

Το αέριο Xenon είναι πολύ σταθερό. Το διαστημόπλοιο μπορεί να μεταφέρει μεγάλες ποσότητες από αυτό σε δοχεία υπό πίεση. Αυτό επιτρέπει την παράταση της διάρκειας πτήσης."Το ESUR μας δίνει την ευκαιρία να εξερευνήσουμε όλες τις περιοχές του γιγαντιαίου συστήματος πάγου: δακτυλίους, δορυφόρους, ακόμη και τη μαγνητόσφαιρα που τους περιβάλλει", δήλωσε ο Hofstadter. - Μπορούμε να πετάξουμε όπου θέλουμε. Μπορούμε να περάσουμε όσο χρόνο χρειαζόμαστε εκεί. Αυτό μας δίνει μεγάλη ελευθερία δράσης ».

Μη επανδρωμένο διαστημόπλοιο

Ένα ονειρικό διαστημόπλοιο με εγκατεστημένο το ESUR μπορεί να πετάξει πέρα από τους δακτυλίους, τα φεγγάρια και τον ίδιο τον πλανήτη 10 φορές πιο αργά από μια συσκευή με συμβατική μηχανή χημικής καύσης. Ενώ ταξιδεύετε με χαμηλές ταχύτητες, το πλοίο των ονείρων μπορεί να τραβήξει ευκρινείς εικόνες υψηλής ανάλυσης και μεγάλης έκθεσης. Αλλά για να χρησιμοποιήσει όλες τις δυνατότητες του κινητήρα ιόντων, το διαστημόπλοιο χρειάζεται αυτοματοποίηση πλοήγησης επί του σκάφους.

"Δεν γνωρίζουμε ακριβώς πού βρίσκεται ο δορυφόρος του Ουρανού και πού βρίσκεται το διαστημόπλοιο [σε σχέση με αυτό το φεγγάρι]", δήλωσε ο Hofstadter. Οι περισσότεροι από τους δορυφόρους αυτού του πλανήτη είναι ορατοί μόνο από μακριά και οι λεπτομέρειες σχετικά με το μέγεθος και τις τροχιές τους είναι άγνωστες. "Λόγω αυτής της αβεβαιότητας, πρέπει πάντα να κρατάτε μια καλή απόσταση από το αντικείμενο που κοιτάτε για να μην πέσετε πάνω του", πρόσθεσε.

"Αλλά αν υπάρχει εμπιστοσύνη ότι το διαστημόπλοιο θα δει τη θέση του δορυφόρου με τη βοήθεια της κάμερας και θα διορθώσει την τροχιά του, τότε μπορείτε να πλησιάσετε τον δορυφόρο και να μην πέσετε πάνω του", σημείωσε ο επιστήμονας. "Μπορείτε να φτάσετε πολύ πιο κοντά από ό, τι όταν προετοιμάζετε μια πτήση από τη Γη, γιατί σε αυτή την περίπτωση η καθυστέρηση επικοινωνίας είναι περισσότερες από πέντε ώρες".

Δεν υπήρχε αυτόνομος εξοπλισμός πλοήγησης αυτού του επιπέδου στα διαστημόπλοια πριν. Το όχημα παντός εδάφους της NASA Curiosity έχει περιορισμένη ικανότητα να σχεδιάσει μια τροχιά μεταξύ δύο σημείων. Και ο διαπλανητικός σταθμός OSIRIS-Rex θα μπορεί να ανιχνεύει κινδύνους και να σταματά τη δειγματοληψία.

Το ονειρικό πλοίο θα μοιάζει περισσότερο με μη επανδρωμένο όχημα. Για παράδειγμα, θα ξέρει ότι θα πρέπει να πετάξει γύρω από τον δορυφόρο του Ουρανού, την Οφηλία. Θα προετοιμάσει τον εαυτό του μια χαμηλή τροχιά πάνω από την επιφάνεια για να επισκεφτεί ενδιαφέροντα μέρη, όπως το έδαφος του χάους. Επίσης, αυτό το πλοίο θα κάνει ελιγμούς, πετώντας γύρω από απρόσμενα εμπόδια, όπως αιχμηρούς γκρεμούς και βράχους. Αν χάσει κάτι ενδιαφέρον, θα έχει αρκετά καύσιμα για να κάνει άλλη πάσα.

Τριάδα οχημάτων κατάβασης

Έχοντας αποκτήσει επιπλέον χώρο χάρη στα συμπαγή ηλεκτρονικά, καθώς και την ικανότητα να πετάτε αργά και χαμηλά πάνω από την επιφάνεια, η οποία θα παρέχεται από το ESUR και ένα αυτόνομο σύστημα πλοήγησης, το ονειρικό πλοίο θα μπορεί να επιβιβάζει οχήματα καθόδου που μπορούν να έπεσε στην επιφάνεια των δορυφόρων του Ουρανού χωρίς κανένα πρόβλημα.

"Σχεδιάσαμε μια πτήση με τρία μικρά οχήματα κατάβασης που θα μπορούσαν να προσγειωθούν σε οποιονδήποτε από τους δορυφόρους", δήλωσε ο Hofstadter. Τα μεγέθη, τα σχήματα και οι δυνατότητες αυτών των συσκευών μπορεί να είναι οτιδήποτε, από απλές κάμερες έως ένα πλήρες σύνολο οργάνων για τη μέτρηση της βαρύτητας, της σύνθεσης του εδάφους, ακόμη και της σεισμικότητας.

Το ονειρικό διαστημόπλοιο θα είναι σε θέση να ερευνήσει και τα 27 φεγγάρια του Ουρανού, από το μεγαλύτερο Τιτάνια έως το μικρότερο Έρως, η διάμετρος του οποίου είναι μόλις 18 χιλιόμετρα. Η ομάδα μπορεί στη συνέχεια να αποφασίσει τον καλύτερο τρόπο χρήσης του προσγειωτή.

"Δεν χρειάζεται να αποφασίσουμε εκ των προτέρων σε ποιους δορυφόρους θα τους προσγειώσουμε", δήλωσε ο Hofstadter. «Μπορούμε να περιμένουμε μέχρι να φτάσουμε εκεί. Μπορούμε να προσγειώσουμε όλα τα οχήματα σε έναν δορυφόρο, δημιουργώντας ένα μικρό σεισμικό δίκτυο για την αναζήτηση σεληνιακών σεισμών και τη μελέτη των εσωτερικών του. Or ίσως αποφασίσουμε ότι είναι καλύτερο να προσγειώσουμε αυτά τα οχήματα σε τρεις διαφορετικούς δορυφόρους ».

Γλάσο στην τούρτα

Οι επιστήμονες που έχουν πραγματοποιήσει εσωτερική έρευνα παραδέχονται ότι είναι απλώς εξωπραγματικό να συμπεριληφθούν όλες αυτές οι καινοτόμες τεχνολογίες σε μία πτήση. Θα είναι πολύ επικίνδυνο και ακριβό, λέει ο Hofstadter. Επιπλέον, η διαστημικά ελεγμένη τεχνολογία που χρησιμοποιήθηκε στα Cassini, New Horizons και Juno θα μπορούσε κάλλιστα να κάνει συναρπαστικές επιστημονικές ανακαλύψεις στους γίγαντες του πάγου. Και η καινοτομία θα συμπληρώσει αυτό το υλικό.

Η NASA δεν προετοιμάζεται προς το παρόν για πτήσεις προς Ουρανό και Ποσειδώνα. Το 2017, ο Hofstadter και οι συνεργάτες του μίλησαν επίμονα για την ανάγκη να πετάξουν σε έναν από τους γίγαντες του πάγου και τώρα ελπίζουν ότι οι τεχνολογίες του μέλλοντος θα εμπνεύσουν κάποιον να αναπτύξει μια πρόταση για μια τέτοια πτήση.

«Είναι σχεδόν σαν το κερασάκι σε μια τούρτα», είπε. «Είπαμε ότι αν εφαρμόσετε νέες τεχνολογίες, μπορείτε να κάνετε πολλά νέα πράγματα, και αυτό θα εξασφαλίσει μεγάλη επιστημονική επιτυχία».

Συνιστάται: