2017 m. Gruodžio 20 d. JAV nacionalinė aeronautikos ir kosmoso administracija (NASA) nusprendė dėl tolesnės savo programos „Naujos sienos“krypties. Thomasas Tsurbuchenas, NASA Mokslo direktorato vadovas, spaudos konferencijoje kalbėjo apie kosmoso agentūros planus. Pasak jo, kita automatinė kosminė stotis pagal programą „Naujos sienos“vyks arba į Titaną (Saturno palydovas), arba į kometą Churyumov-Gerasimenko. Kuriems iš šių dviejų kosminių objektų bus skirta automatinė kosminė stotis, paaiškės tik 2019 m.
Tuo atveju, jei NASA specialistai pasirinks kometą, agentūra į ją atsiųs erdvėlaivį, kuris turės paimti mėginius iš jo paviršiaus, o paskui nusiųsti į Žemę. Šis finalinis projektas vadinamas CAESAR. Pagrindinis šios misijos tikslas yra surinkti organinius junginius, kad suprastume, kaip kometos galėtų prisidėti prie mūsų planetos gyvybės atsiradimo. Verta paminėti, kad zondas „Philae“, kurį į savo paviršių pristatė Europos stotis „Rosetta“, jau nusileido Churyumovo-Gerasimenko kometoje. Tačiau zondui pavyko į Žemę perduoti tik telemetriją, po to ryšys su įrenginiu nutrūko. 2016 m. Rugsėjo pabaigoje „Rosetta“stotis buvo dezorbuota ir nusiųsta susidurti su kometa.
Tuo atveju, jei NASA bus pasirinktas „Titan“naudai, erdvėlaivis „Dragonfly“bus nusiųstas į jo paviršių, kuris jau buvo vadinamas branduoliniu sraigtasparniu, tačiau išoriškai jis atrodys labiau kaip kvadrocopteris. „Dragonfly“turės nuskaityti Titano paviršių, kad nustatytų, iš ko jis pagamintas ir kaip jis išdėstytas. Be to, kosminis sraigtasparnis turės atsakyti į klausimą: kokios yra šio Saturno palydovo atmosferos sąlygos. Amerikos kosmoso agentūros specialistai mano, kad „Titan“gali egzistuoti nežemiškos gyvybės formos.
Natūralių spalvų titanas (vaizdas „Cassini“)
Geriausios kosmoso misijos projekto konkurso finalininkai pagal Naujųjų sienų saulės sistemos tyrimo programą buvo dvi kūrėjų komandos, iš viso konkurse dalyvavo 12 kandidatų. Abu aukščiau išvardyti projektai gaus maždaug 4 milijonus dolerių per metus detalėms ir koncepcijai išsiaiškinti. Jie turi baigti savo programas iki 2019 m. Liepos mėn., Ištyrę visą galimą savo misijų riziką, ir tada pateikti galutinį pasiūlymą. Nugalėtojo projektas bus pradėtas 2025 metų pabaigoje. Kiekvienos misijos plėtrai reikės maždaug 850 milijonų dolerių, laimėtojo projektui ši suma bus skirta iš NASA, o agentūra taip pat padengs visas laimėjusio erdvėlaivio paleidimo į kosmosą išlaidas - dar apie 150 milijonų dolerių.
Kaip pažymi ekspertai, paskelbta „kainų etiketė“yra maždaug dvigubai didesnė už „lengvų“kosminių misijų, vykdomų pagal kitą programą „Discovery“, kainą, taip pat 2–4 kartus mažesnė už „pavyzdinių“robotų stočių ir NASA kosmoso biudžetą. teleskopai. Paskelbtas biudžetas leidžia į zondus įdėti gana didelį ir platų instrumentų rinkinį, taip pat ilgaamžius radioizotopų energijos šaltinius, tačiau pagal savo galimybes ir tarnavimo laiką šie zondai vis tiek bus prastesni už tokius flagmanus kaip „Cassini“, „Galileo“ir Keliautojai.
Verta paminėti, kad vykdydama „Naujų sienų“programą JAV kosmoso agentūra jau įvykdė tris sėkmingas misijas. Taigi zondas „Juno“tiria Jupiterio orbitą, „New Horizons“erdvėlaivis šiuo metu juda Plutono link, o OSIRIS-REx skrenda į asteroidą, norėdamas paimti mėginius iš jo paviršiaus. Pasak Tomo Zurbucheno, agentūra dar nepriėmė sprendimo, kurios raketos bus naudojamos konkrečiai misijai pradėti. Kartu jis išreiškė įsitikinimą, kad iki to laiko, kai bus pradėti kurti reikiamos stotys ir zondai, SLS sunkioji raketa ir privačios erdvės „sunkieji sunkvežimiai“bus pasirengę paleisti naujos kartos tarpplanetinius amerikiečių zondus..
Branduolinis sraigtasparnis „Titan“- „DragonFly“misija
„Titanas yra unikalus dangaus kūnas, turintis tankią atmosferą, ežerus ir tikras angliavandenilių jūras, medžiagų ciklą ir sudėtingą klimatą. Tikimės tęsti „Cassini“ir „Huygens“bylą, kad suprastume, ar Titano paviršiuje yra visos „gyvenimo plytos“ir ar jame gali egzistuoti gyvybė. Skirtingai nuo kitų nusileidimo modulių, mūsų „laumžirgis“galės skristi iš vienos vietos į kitą, judėdamas šimtus kilometrų “,- pasakojo„ DragonFly “misijos vadovė Elizabeth Turtle.
Žemės, Titano (apačioje kairėje) ir Mėnulio dydžių palyginimas
Titanas yra didžiausias Saturno mėnulis ir antras pagal dydį mėnulis visoje Saulės sistemoje (nusileidžia tik Jupiterio mėnuliui Ganimedui). Be to, Titanas yra vienintelis Saulės sistemos kūnas, išskyrus Žemę, kurios paviršius įrodė stabilų skysčio egzistavimą, ir vienintelis planetos palydovas, turintis tankią atmosferą. Visa tai daro Titaną labai patraukliu objektu įvairiems moksliniams tyrimams ir studijoms.
Šio Saturno palydovo skersmuo yra 5152 kilometrai, tai yra 50% didesnis nei Mėnulio, tuo tarpu Titanas yra 80% didesnis nei mūsų planetos palydovas. Be to, Titanas yra didesnis už Merkurijaus planetą. Titano traukos jėga yra maždaug septintoji Žemės gravitacijos jėga. Palydovo paviršių daugiausia sudaro vandens ledas ir nuosėdinės organinės medžiagos. Slėgis Titano paviršiuje yra maždaug 1,5 karto didesnis nei slėgis žemės paviršiuje, oro temperatūra paviršiuje yra -170.. -180 laipsnių Celsijaus. Nepaisant gana žemos temperatūros, šis palydovas lyginamas su Žeme ankstyvosiose jo vystymosi stadijose. Todėl mokslininkai neatmeta galimybės, kad Titane egzistuoja paprasčiausios gyvybės formos, ypač esamuose požeminiuose rezervuaruose, kurių sąlygos gali būti daug patogesnės nei jo paviršiuje.
„Dragonfly“, Džono Hopkinso universiteto mokslininkų sumanymas, bus universalus nusileidimo įrenginys, turintis daugybę sraigtų, leidžiančių kilti ir nusileisti vertikaliai. Ateityje tai leis neįprastam sraigtasparniui ištirti Titano paviršių ir atmosferą. „Vienas iš pagrindinių mūsų tikslų yra atlikti metano upių ir ežerų tyrimus. Mes norime suprasti, kas vyksta jų gelmėse “,- sakė„ Dragonfly “misijos vadovė Elizabeth Turtle. „Apskritai mūsų pagrindinė užduotis yra nušviesti paslaptingą Saturno palydovo aplinką, turtingą organine ir prebiotine chemija. Juk šiandien Titanas yra savotiška planetinė laboratorija, kurioje būtų galima tirti chemines reakcijas, panašias į tas, kurios galėjo sukelti gyvybės atsiradimą Žemėje “.
Toks projektas, jei laimės konkursą 2019 m., Bus labai neįprastas ir naujas net NASA. Dėl dviejų funkcijų „Dragonfly“įrenginys galės judėti iš vienos vietos į kitą. Pirmasis yra atominės elektrinės buvimas, kuri jai suteiks energijos labai ilgai. Antrasis yra kelių galingų sraigto variklių rinkinys, galintis pakelti sunkią žvalgybinę transporto priemonę į tankų Titano orą. Visa tai daro „Dragonfly“šiek tiek panašią į sraigtasparnius ar keturračius, išskyrus vienintelę išimtį - kosminis branduolinis sraigtasparnis bus suprojektuotas veikti daug atšiauresnėmis sąlygomis nei Žemėje.
Branduolinis sraigtasparnis „Dragonfly“Titano paviršiuje, NASA iliustracija
Ekspertai pažymi, kad šis dronas bus visiškai aprūpintas energija, pagaminta radioizotopo termoelektrinio generatoriaus (RTG). Dėl gana tankios ir storos Titano atmosferos bet kokios saulės energijos pavertimo į elektros energiją technologijos yra neveiksmingos, todėl branduolinė energija taps pagrindiniu misijos energijos šaltiniu. Panašus generatorius sumontuotas ir „Curiosity rover“. Naktį toks generatorius galės pilnai įkrauti drono baterijas, o tai padės orlaiviui dienos metu atlikti vieną ar kelis skrydžius, kurių bendra trukmė - iki vienos valandos.
Yra žinoma, kad į „Dragonfly“priemonių rinkinį planuojama įtraukti: gama spektrometrus, kurie galės ištirti Titano požeminio sluoksnio sudėtį (šis prietaisas padės mokslininkams rasti įrodymų, kad po palydovo paviršiumi yra skystas vandenynas); masės spektrometrai, skirti šviesos elementų (pvz., azoto, anglies, sieros ir kitų) izotopinei sudėčiai analizuoti; geofiziniai ir meteorologiniai jutikliai, kurie matuos atmosferos slėgį, temperatūrą, vėjo greitį, seisminį aktyvumą; jis taip pat turės fotoaparatus fotografuoti. „Branduolinio sraigtasparnio“mobilumas leis greitai surinkti įvairius mėginius ir atlikti reikiamus matavimus.
Vos per vieną skrydžio valandą šis prietaisas galės įveikti 10–20 kilometrų atstumą. Tai reiškia, kad vos per vieną skrydį „DragonFly“dronas galės įveikti didesnį atstumą, nei amerikietis „Curiosity“roveris sugebėjo per 4 buvimo raudonojoje planetoje metus. Ir per visą dvejų metų misiją „branduolinis sraigtasparnis“galės ištirti gana įspūdingą Saturno mėnulio paviršiaus plotą. Dėl to, kad laive yra galinga jėgainė, duomenys iš įrenginio, pasak Vėžlio, bus tiesiogiai perduodami į Žemę.
Jei projektas laimės konkursą ir gaus galutinį patvirtinimą kaip Naujųjų sienų saulės sistemos tyrimo programos dalis, misija bus pradėta 2025 m. Viduryje. Tuo pačiu metu „DragonFly“į „Titan“atvyks tik 2034 m., Kur, palankiai vystantis įvykiams, kelerius metus dirbs savo paviršiuje.
Pakeliui į „sovietinę“kometą - misiją CAESAR
Antroji misija, kuri šiuo metu pretenduoja į pergalę konkurse „Naujos sienos“, gali būti zondas CAESAR - pirmasis NASA erdvėlaivis, paėmęs lakiųjų ir organinių medžiagų mėginius iš kometos paviršiaus, o tada grįžęs atgal į Žemę. „Kometas galima pavadinti svarbiausiais, bet kartu mažiausiai tyrinėtais Saulės sistemos objektais. Kometose yra tų medžiagų, iš kurių Žemė buvo „suformuota“, jos taip pat buvo pagrindinės mūsų planetos organinių medžiagų tiekėjos. Kuo kometos skiriasi nuo kitų žinomų Saulės sistemos kūnų? Kometų viduje vis dar yra lakiųjų medžiagų, kurios Saulės sistemoje buvo jos gimimo metu “, - sakė Steve Squires, misijos CAESAR vadovas.
„Churyumov-Gerasimenko“kometos nuotrauka, padaryta 2014 m. Rugsėjo 19 d. Su „Rosetta“fotoaparatu
Pasak NASA planetų skyriaus vadovo Jimo Greeno, ši misija bus išsiųsta į labai gerai ištirtą kometą, kurios apylinkėse jau lankėsi kitas zondas, kalbame apie Europos misiją, pavadintą „Rosetta“. Kometa su indeksu 67P vadinama „sovietine“, nes ją atrado sovietų astronomai. Tai trumpalaikė kometa, kurios orbitinis laikotarpis yra maždaug 6 metai ir 7 mėnesiai. Churyumovo-Gerasimenko kometa buvo rasta SSRS 1969 m. Jį atrado sovietų astronomas Klimas Churyumovas Kijeve ant kitos kometos - 32P / Komas Sola - fotografijų plokštelių, kurias tų pačių metų rugsėjį „Alma -Ata“observatorijoje paėmė Svetlana Gerasimenko (pirmoji nuotrauka, kurioje nauja kometa) buvo matomas, buvo paimtas 1969 m. rugsėjo 11 d.)). Indeksas 67P reiškia, kad tai 67-oji trumpojo laikotarpio atvira kometa.
Buvo nustatyta, kad Churyumovo-Gerasimenko kometa turi porėtą struktūrą, 75–78% jos tūrio yra tušti. Apšviestoje kometos pusėje temperatūra svyruoja nuo -183 iki -143 laipsnių Celsijaus. Kometoje nėra pastovaus magnetinio lauko. Naujausiais skaičiavimais, jo masė yra 10 milijardų tonų (matavimo paklaida yra 10%), sukimosi laikotarpis - 12 valandų 24 minučių. 2014 m., Naudojant „Rosetta“aparatą, mokslininkams pavyko rasti 16 kometų, esančių kometoje, molekulių, iš kurių keturių - acetono, propanalo, metilo izocianato ir acetamido - anksčiau nebuvo rasta kometose.
Pasak Amerikos kosmoso agentūros atstovų, pasirinkus misiją CAESAR, kuri siunčiama į gerai ištirtą kometą, vienu akmeniu bus galima nužudyti tris paukščius - tai daro misiją saugesnę, pigesnę, taip pat pagreitina jos paleidimą. Pasak „Squires“, kapsulė dirvožemio surinkimui ir grąžinimui iš kometos į Žemę taip pat turės įtakos. Šią kapsulę anksčiau sukūrė Japonijos kosmoso agentūra zondui „Hayabusa“. „Šios kapsulės pasirinkimas paaiškinamas tuo, kad CAESAR misijai reikėjo kapsulės, kuri visą skrydį ir toliau laikytų kometos lakias medžiagas sušalusiomis formomis iki pat žemės paviršiaus palietimo. „Hayabusa“zondo kapsulė turi šilumos skydą, neleidžiantį įkaisti iki kelių šimtų laipsnių Celsijaus, o tai gali nutikti naudojant mūsų technologijas “, - pažymėjo amerikiečių mokslininkas.
Galimas zondo CAESAR vaizdas, NASA iliustracija
Remiantis NASA planais, zonde CAESAR planuojama įrengti jonų variklį. Churyumovo-Gerasimenko kometos paviršių ji pasieks palyginti greitai. Jos medžiagos pavyzdžiai, kaip tikisi Steve'as Squiresas, Žemėje galėtų būti 2038 m.
