في غضون 30 عامًا ، قد تبدأ مهمة استكشاف الفضاء التي تعمل بالطاقة النووية إلى نبتون وأقماره بالكشف عن بعض أسرار نظامنا الشمسي الأكثر صعوبة في تكوين كواكبه - واكتشفت مؤخرًا تلك التي تطورت حول نجوم أخرى.
هذه الرؤية للمستقبل هي محور دراسة التخطيط لمدة 12 شهرًا التي أجراها فريق متنوع من الخبراء بقيادة Boeing Satellite Systems بتمويل من وكالة ناسا. وهي واحدة من 15 دراسة "مهمة الرؤية" تهدف إلى تطوير مفاهيم في خطط استكشاف الفضاء طويلة المدى للولايات المتحدة. يصف عضو فريق نبتون وعالم الراديو البروفيسور بول ستيفس من كلية الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات في معهد جورجيا للتكنولوجيا المهمة بأنها "الأفضل في استكشاف الفضاء العميق".
قامت ناسا بمهام واسعة إلى المشتري وزحل ، والتي يشار إليها باسم "عمالقة الغاز" لأنها تتكون في الغالب من الهيدروجين والهيليوم. بحلول عام 2012 ، ستكون هذه التحقيقات قد أسفرت عن معلومات مهمة حول الخصائص الكيميائية والفيزيائية لهذه الكواكب. لا يعرف الكثير عن نبتون وأورانوس - "عمالقة الجليد".
وقال ستيفيس "لأنهما أبعد ، يمثل نبتون وأورانوس شيئًا يحتوي على المزيد من الأصل - لاستخدام" كارل ساجانس "-" المواد الشمسية "أو السديم الذي يتكثف لتشكيل الكواكب. "نبتون هو كوكب خام. فهي أقل تأثراً بالمواد القريبة من الشمس ، ولديها تصادمات أقل مع المذنبات والكويكبات. إنها أكثر تمثيلًا للنظام الشمسي البدائي من المشتري أو زحل ".
أيضًا ، لأن نبتون بارد جدًا ، يختلف هيكله عن المشتري وزحل. وأشار Steffes إلى أن مهمة التحقيق في أصل وهيكل نبتون - المتوقع إطلاقها بين عامي 2016 و 2018 وتصل حوالي عام 2035 - ستزيد من فهم العلماء لتشكيل الكواكب المتنوعة في نظامنا الشمسي وفي غيرها.
فريق المهمة مهتم أيضًا باستكشاف أقمار نبتون ، وخاصة تريتون ، التي يعتقد علماء الكواكب أنها كائن حزام كويبر. هذه الكرات من الجليد هي كواكب صغيرة يمكن أن يصل قطرها إلى 1000 كيلومتر وهي موجودة بشكل عام في المناطق الخارجية من نظامنا الشمسي. بناءً على الدراسات حتى الآن ، يعتقد العلماء أن Triton لم يتشكل من مواد نبتون ، مثل معظم الأقمار التي تدور حول الكواكب في نظامنا الشمسي. بدلاً من ذلك ، من المحتمل أن يكون Triton جسم حزام Kuiper تم سحبه عن طريق الخطأ إلى مدار نبتون.
قال ستيفيس: "لقد تم تشكيل تريتون في الفضاء." "إنها ليست حتى قريبة من نبتون. إنه طفل متبنى ؟. نعتقد أن أجسام حزام Kuiper مثل Triton كانت أساسية لتطوير نظامنا الشمسي ، لذلك هناك اهتمام كبير بزيارة Triton ".
على الرغم من أنهم يواجهون عددًا من التحديات التقنية - بما في ذلك تصميم مسبار الدخول ، والاتصالات السلكية واللاسلكية وتطوير الأجهزة العلمية - فقد طور فريق Neptune Vision Mission خطة أولية. قدم أعضاء الفريق ، بما في ذلك Steffes ، هذا الخريف في مجموعة متنوعة من الاجتماعات العلمية لتشجيع التغذية المرتدة من الخبراء الآخرين. في 17 ديسمبر ، سيقدمونها مرة أخرى في الاجتماع السنوي للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي. توصياتهم النهائية من المقرر أن ناسا في يوليو 2005.
وتعتمد الخطة على توفر تقنية الدفع الكهربائي-النووي قيد التطوير في مشروع بروميثيوس التابع لوكالة ناسا. يطلق صاروخ كيميائي تقليدي المركبة الفضائية خارج مدار الأرض. ثم سيدفع نظام الدفع الكهربائي الذي يعمل بواسطة مفاعل انشطار نووي صغير - تقنية من النوع المغمور من الغواصة - المركبة الفضائية إلى هدفها في الفضاء البعيد. سيولد نظام الدفع قوة دفع بطرد جزيئات مشحونة كهربائيًا تسمى أيونات من محركاتها.
وقال ستيفيس أنه بسبب الحمولة العلمية الكبيرة التي يمكن أن تحملها مركبة فضائية تعمل بالطاقة النووية والكهربائية ، فإن مهمة نبتون تبشر بالخير للاكتشاف العلمي.
وقال ستيفيس ، خبير في الاستشعار الراديوي عن بعد في الأجواء الكوكبية ، إن البعثة ستستخدم مجسات كهربائية وبصرية على متن المركبة الفضائية وثلاثة مجسات لاستشعار طبيعة الغلاف الجوي لنبتون. على وجه التحديد ، ستجمع البعثة بيانات عن نسب عنصر نبتون الجوية في الغلاف الجوي نسبة إلى الهيدروجين والنسب النظيرية الرئيسية ، وكذلك جاذبية الكوكب والمجالات المغناطيسية. وسوف يبحث ديناميات الدورة الجوية العالمية والأرصاد الجوية والكيمياء. في Triton ، سيجمع هبوطان من الأرض المعلومات الجوية والجيوكيميائية بالقرب من السخانات على السطح.
سيتم إسقاط مسابر دخول البعثة الثلاثة في الغلاف الجوي لنبتون على ثلاثة خطوط عرض مختلفة - المنطقة الاستوائية ، وخط العرض المتوسط والمنطقة القطبية. يواجه مصممو المهمة التحدي المتمثل في إرسال البيانات من المجسات من خلال الغلاف الجوي لامتصاص الموجات الراديوية لنبتون. وأشار إلى أن مختبر Steffes في Georgia Tech أجرى بحثًا مكثفًا واكتسب فهمًا شاملاً لكيفية معالجة هذه المشكلة.
لا يزال فريق المهمة يناقش مدى عمق نشر المجسات في جو نبتون للحصول على بيانات علمية ذات مغزى. وأوضح ستيفس: "إذا اخترنا ترددًا منخفضًا كافيًا للإشارات اللاسلكية ، فيمكننا النزول إلى 500 إلى 1000 غلاف جوي أرضي ، وهو ما يعادل 7500 رطل من الضغط لكل بوصة مربعة (PSI)". "هذا الضغط مشابه لما تختبره الغواصة في أعماق المحيط."
وقال ستيفيس ، ومع ذلك ، ربما لن يكون هذا العمق مطلوبًا ، وفقًا لمصممي الغلاف الجوي لفريق المهمة. ستكون المسابير قادرة على الحصول على معظم المعلومات في 100 الغلاف الجوي للأرض فقط ، أو 1500 PSI.
المصدر الأصلي: نشرة أخبار جورجيا تك
