Astronomët mendojnë për fluturimet në planetët gjigantë të akullt

Përmbajtje:

Astronomët mendojnë për fluturimet në planetët gjigantë të akullt
Astronomët mendojnë për fluturimet në planetët gjigantë të akullt
Anonim

Çfarë mund të jetë një fluturim drejt një planeti gjigant akulli? Ju mund të eksploroni sipërfaqen jo tërheqëse të hënës së Uranit, Miranda, ose të eksploroni unazat e çuditshme masive të Neptunit. Kohët e fundit, shkencëtarët planetarë kanë projektuar një fluturim hipotetik në një nga planetët e akullt në sistemin tonë diellor.

Nëse do të kishit mundësinë të simuloni fluturimin tuaj të dashur për Uranin ose Neptunin, si do të dukej?

A do të eksploronit sipërfaqen jo tërheqëse të hënës së Uranit, Miranda? Apo ndoshta unazat e çuditshme dhe masive të Neptunit? Apo ndërveprimi i mahnitshëm i këtyre planetëve me erën diellore?

Por pse të zgjidhni një qëllim të vetëm kur mund të bëni gjithçka në të njëjtën kohë?

Kohët e fundit, shkencëtarët planetarë projektuan një fluturim hipotetik në një nga planetët gjigantë të akullit në sistemin tonë diellor. Ata kuptuan se çfarë duhet të jetë një anije kozmike e ëndrrave që fluturon në Uranus, duke marrë parasysh risitë më të fundit dhe teknologjitë më të përparuara.

"Ne donim të dilnim me teknologji që me të vërtetë zgjerojnë horizontet tona," tha Mark Hofstadter, anëtar i lartë në Laboratorin e Propulsionit Jet dhe Institutin e Teknologjisë në Kaliforni në Pasadena. "Nuk është çmenduri të mendosh se ata do të shfaqen në 10 vjet." Hofstadter është autori i një studimi të brendshëm nga Jet Propulsion Laboratory, të cilin ai e ndau më 11 dhjetor në takimin e vjeshtës të Unionit Gjeofizik Amerikan.

Disa risi janë mishërime natyrore të teknologjive ekzistuese. Hofstadter flet për pajisje të vogla dhe të lehta dhe çipa kompjuterikë. Duke përdorur sistemet më të përparuara, është e mundur të zvogëloni peshën dhe të lironi shumë hapësirë në bordin e anijes. "Raketa mund të vendosë një masë të caktuar në hapësirë," thotë ai, "dhe për këtë arsye çdo kilogram ndërtim i kursyer lejon që të furnizohen instrumente shtesë shkencorë."

Motori i joneve bërthamore

Anija kozmike e ëndrrave përmban dy teknologji të vendosura mirë në hapësirë që, të kombinuara, kanë prodhuar një motor krejtësisht të ri të quajtur një termocentral elektrik i bazuar në radioizotopet (ESRP).

Një anije kozmike funksionon si çdo makinë tjetër. Bateria siguron energji për të fuqizuar sistemet në bord dhe për të ndezur motorin. Karburanti udhëton përmes motorit, ku ndodh një reaksion kimik dhe gjenerohet një forcë reaktive që shtyn anijen.

Në anijen kozmike të ëndërruar, bateria mundësohet nga prishja radioaktive e plutoniumit, i cili është burimi i preferuar i energjisë kur fluturon në sistemin e jashtëm diellor, ku ka pak rrezet e diellit. Voyager 1, Voyager 2, Cassini dhe New Horizons kishin të gjithë një burim energjie radioizotopi, por përdornin karburant hidrazinë në një motor kimik që i nxiti shpejt ato në skajet më të largëta të sistemit diellor.

Motori jon përdor gazin ksenon si lëndë djegëse. Ksenoni është i jonizuar. Fusha elektrike përshpejton jonet ksenon, dhe ata largohen nga anija kozmike në formën e gazit të shkarkimit. Anija kozmike Deep Space 1 dhe Don përdornin këtë lloj motori, por ata morën fuqinë e tyre nga panelet e mëdha diellore që punojnë më së miri në sistemin e brendshëm diellor, ku zhvillohet pjesa më e madhe e udhëtimit në hapësirë.

Gazi ksenon është shumë i qëndrueshëm. Anija kozmike mund të transportojë sasi të mëdha të saj në kontejnerë nën presion. Kjo lejon që kohëzgjatja e fluturimit të zgjatet."ESUR na jep mundësinë të eksplorojmë të gjitha zonat e sistemit gjigant të akullit: unazat, satelitët dhe madje edhe magnetosferën që i rrethon", tha Hofstadter. - Ne mund të fluturojmë ku të duam. Ne mund të kalojmë aq kohë atje sa na nevojitet. Kjo na jep liri të madhe veprimi”.

Anije kozmike pa pilot

Një anije kozmike e ëndërruar me ESUR të instaluar në të mund të fluturojë pranë unazave, hënave dhe vetë planetit 10 herë më ngadalë sesa një pajisje me një motor konvencional të djegies kimike. Ndërsa udhëtoni me shpejtësi të ulët, anija e ëndrrave mund të kapë imazhe të qarta, me rezolucion të lartë dhe ekspozim të gjatë. Por, për të përdorur të gjitha aftësitë e motorit jon, anijes i duhet automatizimi i navigimit në bord.

"Ne nuk e dimë saktësisht se ku është sateliti i Uranit dhe ku është anija kozmike [në lidhje me këtë hënë]," tha Hofstadter. Shumica e satelitëve të këtij planeti janë të dukshëm vetëm nga larg, dhe detajet në lidhje me madhësinë dhe orbitat e tyre janë të panjohura. "Për shkak të kësaj pasigurie, ju gjithmonë duhet të mbani një distancë të mirë nga objekti që po shikoni në mënyrë që të mos përplaseni me të," shtoi ai.

"Por nëse ka besim se anija kozmike do të shohë vendndodhjen e satelitit me ndihmën e kamerës dhe do të korrigjojë orbitën e saj, atëherë ju mund t'i afroheni satelitit dhe të mos përplaseni në të," vuri në dukje shkencëtari. "Ju mund të afroheni shumë më shumë sesa kur jeni duke përgatitur një fluturim nga Toka, sepse në këtë rast vonesa e komunikimit është më shumë se pesë orë."

Më parë nuk kishte pajisje navigimi autonome të këtij niveli në anijet kozmike. Automjeti i të gjithë terrenit Curiosity i NASA-s ka një aftësi të kufizuar për të përcaktuar një trajektore midis dy pikave. Dhe stacioni ndërplanetar OSIRIS-Rex do të jetë në gjendje të zbulojë rreziqet dhe të ndalojë marrjen e mostrave.

Anija e ëndrrave do të jetë më shumë si një automjet pa pilot. Për shembull, ai do të dijë se do të duhet të fluturojë rreth satelitit të Uranit, Ofelisë. Ai do të përgatisë një trajektore të ulët mbi sipërfaqe për të vizituar vende interesante, siç është territori i kaosit. Gjithashtu, kjo anije do të manovrojë, duke fluturuar rreth pengesave të papritura siç janë shkëmbinjtë dhe shkëmbinjtë e mprehtë. Nëse i mungon diçka interesante, ai do të ketë karburant të mjaftueshëm për të bërë një pasim tjetër.

Trio automjetesh me prejardhje

Pasi të keni fituar hapësirë shtesë falë elektronikës kompakte, si dhe aftësisë për të fluturuar ngadalë dhe ulët mbi sipërfaqe, e cila do të sigurohet nga ESUR dhe një sistem navigimi autonom, anija e ëndrrave do të jetë në gjendje të marrë në bord automjete me prejardhje që mund të jenë ra në sipërfaqen e satelitëve të Uranit pa asnjë problem.

"Ne projektuam një fluturim me tre automjete të vogla me prejardhje që mund të uleshin në cilindo nga satelitët," tha Hofstadter. Madhësitë, format dhe aftësitë e këtyre pajisjeve mund të jenë çdo gjë, nga kamerat e thjeshta në një grup të plotë instrumentesh për të matur gravitetin, përbërjen e tokës dhe madje edhe sizmicitetin.

Anija kozmike e ëndrrave do të jetë në gjendje të vëzhgojë të 27 hënat e Uranit, nga Titania më e madhe deri tek Cupid më i vogël, diametri i të cilit është vetëm 18 kilometra. Ekipi pastaj mund të vendosë se si të përdorë më mirë zbarkuesin.

"Ne nuk duhet të vendosim paraprakisht se në cilët satelitë do t'i ulim ato," tha Hofstadter. "Ne mund të presim derisa të arrijmë atje. Ne mund të ulim të gjitha automjetet në një satelit, duke krijuar një rrjet të vogël sizmik për të kërkuar tërmete hënore dhe për të studiuar brendësinë e tij. Apo ndoshta do të vendosim që është më mirë t’i ulim këto automjete në tre satelitë të ndryshëm”.

Akull mbi tortë

Shkencëtarët që kanë kryer kërkime të brendshme pranojnë se është thjesht joreale të përfshihen të gjitha këto teknologji inovative në një fluturim. Do të jetë shumë e rrezikshme dhe e shtrenjtë, thotë Hofstadter. Për më tepër, teknologjia e testuar në hapësirë e përdorur në bordet e Cassini, New Horizons dhe Juno mund të bëjë zbulime interesante shkencore mbi gjigantët e akullit. Dhe inovacioni do të plotësojë këtë pajisje.

NASA aktualisht nuk po përgatitet për fluturime në Uran dhe Neptun. Në vitin 2017, Hofstadter dhe kolegët e tij folën me ngulm për nevojën për të fluturuar në një nga gjigantët e akullit, dhe tani ata shpresojnë se teknologjitë e së ardhmes do të frymëzojnë dikë për të zhvilluar një propozim për një fluturim të tillë.

"Almostshtë pothuajse si qershia mbi një tortë," tha ai. "Ne thamë që nëse aplikoni teknologji të reja, mund të bëni shumë gjëra të reja, dhe kjo do të sigurojë sukses të madh shkencor."

Recommended: