Σε 30 χρόνια, μια πυρηνική αποστολή εξερεύνησης του διαστήματος στον Ποσειδώνα και τα φεγγάρια του μπορεί να αρχίσει να αποκαλύπτει μερικά από τα πιο άπιαστα μυστικά του ηλιακού μας συστήματος σχετικά με το σχηματισμό των πλανητών του - και αυτά που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα γύρω από άλλα αστέρια.
Αυτό το όραμα για το μέλλον είναι το επίκεντρο μιας 12μηνης μελέτης σχεδιασμού που διεξήχθη από μια διαφορετική ομάδα εμπειρογνωμόνων με επικεφαλής την Boeing Satellite Systems και χρηματοδοτούμενη από τη NASA. Είναι μία από τις 15 μελέτες «Vision Mission» που προορίζονται να αναπτύξουν ιδέες στα μακροπρόθεσμα σχέδια εξερεύνησης του διαστήματος των Ηνωμένων Πολιτειών. Το μέλος της ομάδας Neptune και επιστήμονας ραδιοφώνου, καθηγητής Paul Steffes της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Τζόρτζια, αποκαλεί την αποστολή «την απόλυτη εξερεύνηση του διαστήματος στο βάθος».
Η NASA έχει πετάξει εκτεταμένες αποστολές στον Δία και τον Κρόνο, που αναφέρονται ως «γίγαντες του αερίου», επειδή αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο. Μέχρι το 2012, αυτές οι έρευνες θα έχουν δώσει σημαντικές πληροφορίες για τις χημικές και φυσικές ιδιότητες αυτών των πλανητών. Λιγότερα είναι γνωστά για τον Ποσειδώνα και τον Ουρανό - τους «γίγαντες του πάγου».
'Επειδή είναι πιο μακριά, ο Ποσειδώνας και ο Ουρανός αντιπροσωπεύουν κάτι που περιέχει περισσότερο από το πρωτότυπο - για να χρησιμοποιήσουμε έναν 'Carl Saganism' - 'ηλιακό υλικό' ή το νεφέλωμα που συμπυκνώθηκε για να σχηματίσει πλανήτες', είπε ο Steffes. «Ο Ποσειδώνας είναι ένας ακατέργαστος πλανήτης. Επηρεάζεται λιγότερο από υλικά κοντά στον ήλιο και είχε λιγότερες συγκρούσεις με κομήτες και αστεροειδείς. Είναι πιο αντιπροσωπευτικό του αρχέγονου ηλιακού συστήματος από τον Δία ή τον Κρόνο».
Επίσης, επειδή ο Ποσειδώνας είναι τόσο κρύος, η δομή του είναι διαφορετική από τον Δία και τον Κρόνο. Μια αποστολή για τη διερεύνηση της προέλευσης και της δομής του Ποσειδώνα - που αναμένεται να εκτοξευτεί μεταξύ 2016 και 2018 και να φτάσει γύρω στο 2035 - θα αυξήσει την κατανόηση των επιστημόνων για τους διαφορετικούς πλανητικούς σχηματισμούς στο ηλιακό μας σύστημα και σε άλλους, σημείωσε ο Steffes.
Η ομάδα της αποστολής ενδιαφέρεται επίσης να εξερευνήσει τα φεγγάρια του Ποσειδώνα, ειδικά τον Τρίτωνα, τον οποίο οι πλανητολόγοι πιστεύουν ότι είναι αντικείμενο της ζώνης Κάιπερ. Τέτοιες μπάλες πάγου είναι μικροπλανήτες που μπορούν να έχουν διάμετρο έως και 1.000 χιλιόμετρα και βρίσκονται γενικά στις εξόχως απόκεντρες περιοχές του ηλιακού μας συστήματος. Με βάση τις μέχρι σήμερα μελέτες, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο Τρίτωνας δεν σχηματίστηκε από υλικά του Ποσειδώνα, όπως τα περισσότερα φεγγάρια που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα. Αντίθετα, ο Τρίτωνας είναι πιθανότατα ένα αντικείμενο της ζώνης Kuiper που τραβήχτηκε κατά λάθος στην τροχιά του Ποσειδώνα.
«Ο Τρίτωνας σχηματίστηκε στο διάστημα», είπε ο Στεφές. «Δεν είναι καν στενός συγγενής του Ποσειδώνα. Είναι υιοθετημένο παιδί;. Πιστεύουμε ότι τα αντικείμενα της ζώνης Κάιπερ, όπως ο Τρίτωνας, ήταν το κλειδί για την ανάπτυξη του ηλιακού μας συστήματος, επομένως υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για την επίσκεψη στον Τρίτωνα».
Αν και αντιμετωπίζουν μια σειρά από τεχνικές προκλήσεις - συμπεριλαμβανομένου του σχεδιασμού ανιχνευτή εισόδου και της ανάπτυξης τηλεπικοινωνιών και επιστημονικών οργάνων - η ομάδα Neptune Vision Mission έχει αναπτύξει ένα αρχικό σχέδιο. Τα μέλη της ομάδας, συμπεριλαμβανομένου του Steffes, το παρουσιάζουν αυτό το φθινόπωρο σε μια ποικιλία επιστημονικών συναντήσεων για να ενθαρρύνουν την ανατροφοδότηση από άλλους ειδικούς. Στις 17 Δεκεμβρίου θα το παρουσιάσουν ξανά στην ετήσια συνάντηση της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης. Οι τελικές συστάσεις τους αναμένονται στη NASA τον Ιούλιο του 2005.
Το σχέδιο βασίζεται στη διαθεσιμότητα τεχνολογίας πυρηνικής-ηλεκτρικής πρόωσης υπό ανάπτυξη στο έργο Prometheus της NASA. Ένας παραδοσιακός χημικός πύραυλος θα εκτόξευε το διαστημόπλοιο από την τροχιά της Γης. Στη συνέχεια, ένα ηλεκτρικό σύστημα πρόωσης που τροφοδοτείται από έναν μικρό αντιδραστήρα πυρηνικής σχάσης - μια τροποποιημένη τεχνολογία υποβρυχιακού τύπου - θα ωθούσε το διαστημόπλοιο στον στόχο του στο βαθύ διάστημα. Το σύστημα πρόωσης θα δημιουργούσε ώθηση αποβάλλοντας ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια που ονομάζονται ιόντα από τους κινητήρες του.
Λόγω του μεγάλου επιστημονικού ωφέλιμου φορτίου που μπορεί να μεταφέρει και να τροφοδοτεί ένα πυρηνικό ηλεκτρικό διαστημόπλοιο, η αποστολή του Ποσειδώνα υπόσχεται μεγάλη επιστημονική ανακάλυψη, είπε ο Steffes.
Η αποστολή θα χρησιμοποιήσει ηλεκτρικούς και οπτικούς αισθητήρες στο τροχιακό και τρεις ανιχνευτές για την ανίχνευση της φύσης της ατμόσφαιρας του Ποσειδώνα, δήλωσε ο Steffes, ειδικός στην τηλεπισκόπηση πλανητικών ατμοσφαιρών. Συγκεκριμένα, η αποστολή θα συγκεντρώσει δεδομένα για τις αναλογίες ατμοσφαιρικών στοιχείων του Ποσειδώνα σε σχέση με το υδρογόνο και τις βασικές ισοτοπικές αναλογίες, καθώς και τη βαρύτητα και τα μαγνητικά πεδία του πλανήτη. Θα διερευνήσει τη δυναμική της παγκόσμιας ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας, τη μετεωρολογία και τη χημεία. Στον Τρίτωνα, δύο αεροσκάφη θα συγκεντρώσουν ατμοσφαιρικές και γεωχημικές πληροφορίες κοντά σε θερμοπίδακες στην επιφάνεια.
Οι τρεις ανιχνευτές εισόδου της αποστολής θα πέσουν στην ατμόσφαιρα του Ποσειδώνα σε τρία διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη - την ισημερινή ζώνη, ένα μέσο γεωγραφικό πλάτος και μια πολική περιοχή. Οι σχεδιαστές της αποστολής αντιμετωπίζουν την πρόκληση της μετάδοσης δεδομένων από τους ανιχνευτές μέσω της ατμόσφαιρας που απορροφά ραδιοκύματα του Ποσειδώνα. Το εργαστήριο του Steffes στο Georgia Tech διεξήγαγε εκτεταμένη έρευνα και απέκτησε πλήρη κατανόηση του τρόπου αντιμετώπισης αυτού του προβλήματος, σημείωσε.
Η ομάδα της αποστολής εξακολουθεί να συζητά πόσο βαθιά θα πρέπει να αναπτυχθούν οι ανιχνευτές στην ατμόσφαιρα του Ποσειδώνα για να ληφθούν σημαντικά επιστημονικά δεδομένα. «Αν διαλέξουμε μια αρκετά χαμηλή συχνότητα ραδιοφωνικών σημάτων, μπορούμε να πέσει στις 500 έως 1.000 ατμόσφαιρες της Γης, που είναι 7.500 λίβρες πίεσης ανά τετραγωνική ίντσα (PSI)», εξήγησε ο Steffes. «Αυτή η πίεση είναι παρόμοια με αυτή που βιώνει ένα υποβρύχιο στα βαθιά του ωκεανού».
Ωστόσο, αυτό το βάθος πιθανότατα δεν θα απαιτείται, σύμφωνα με τους ατμοσφαιρικούς μοντελιστές της ομάδας αποστολής, είπε ο Steffes. Οι ανιχνευτές θα μπορούν να λάβουν τις περισσότερες πληροφορίες μόνο σε 100 γήινες ατμόσφαιρες ή 1.500 PSI.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων της Georgia Tech
