Den 20. december 2017 besluttede US National Aeronautics and Space Administration (NASA) den videre retning af sit program kaldet New Frontiers. Thomas Tsurbuchen, leder af NASAs videnskabsdirektorat, talte om rumagenturets planer på et pressemøde. Ifølge ham vil den næste automatiske rumstation inden for rammerne af programmet New Frontiers gå enten til Titan (en Saturn-satellit) eller til kometen Churyumov-Gerasimenko. Hvem af disse to rumobjekter den automatiske rumstation går til, bliver først kendt i 2019.
I tilfælde af at NASA -specialister vælger en komet, sender agenturet et rumskib til det, som skal tage prøver fra dets overflade og derefter sende dem til Jorden. Dette finalistprojekt kaldes CAESAR. Hovedmålet med denne mission er at indsamle organiske forbindelser for at forstå, hvordan kometer kan bidrage til livets oprindelse på vores planet. Det er værd at bemærke, at Philae-sonden, der blev leveret til overfladen af den europæiske station Rosetta, allerede er landet på Churyumov-Gerasimenko-kometen. Imidlertid formåede sonden kun at transmittere telemetri til Jorden, hvorefter forbindelsen til enheden gik tabt. I slutningen af september 2016 blev Rosetta -stationen deorbiteret og sendt for at kollidere med en komet.
I tilfælde af at NASA's valg foretages til fordel for Titan, vil Dragonfly -rumfartøjet blive sendt til dets overflade, som allerede er blevet kaldt en atomhelikopter, men udadtil vil det mere ligne en quadrocopter. Dragonfly bliver nødt til at scanne overfladen af Titan for at afgøre, hvad den præcis er lavet af, og hvordan den er arrangeret. Rumhelikopteren skal også besvare spørgsmålet: hvad er de atmosfæriske forhold på denne Saturn -satellit. Specialister fra det amerikanske rumagentur mener, at udenjordiske livsformer kan eksistere på Titan.
Titanium i naturlige farver (billede "Cassini")
Finalisterne i konkurrencen om det bedste rummissionsprojekt inden for rammerne af programmet New Frontiers solsystemudforskning var to udviklingshold, i alt 12 kandidater deltog i konkurrencen. Begge projekter, der lød ovenfor, vil modtage cirka $ 4 millioner om året for at udarbejde detaljerne og konceptet. De skal færdiggøre deres programmer inden juli 2019 efter at have undersøgt alle de mulige risici ved deres missioner og derefter komme med et endelig forslag. Vinderprojektet lanceres i slutningen af 2025. Udviklingen af hver mission vil kræve ca.
Som eksperter bemærker, er det annoncerede "pris" cirka det dobbelte af omkostningerne ved "lette" rummissioner inden for rammerne af et andet program - Discovery, samt 2-4 gange mindre end budgettet for "flagskib" robotstationer og NASA -rum teleskoper. Det annoncerede budget giver mulighed for at placere et temmelig stort og omfattende sæt instrumenter på sonderne samt radioisotopstrømkilder med lang levetid, men hvad angår deres kapacitet og levetid, vil disse sonder stadig være ringere end flagskibe som Cassini, Galileo og Voyagers.
Det er værd at bemærke, at det amerikanske rumfartsagentur som en del af programmet New Frontiers allerede har gennemført tre succesfulde missioner. Så Juno-sonden studerer Jupiters bane, rumskibet New Horizons er i øjeblikket på vej mod Pluto, og OSIRIS-REx flyver til asteroiden for at tage prøver fra dens overflade. Ifølge Thomas Zurbuchen har agenturet endnu ikke taget en beslutning om, hvilke affyringsbiler der skal bruges til at starte en bestemt mission. Samtidig udtrykte han tillid til, at når arbejdet med oprettelsen af de nødvendige stationer og sonder begynder, vil SLS -tunge raket samt private "tunge lastbiler" være klar til at lancere en ny generation af interplanetariske amerikanske sonder.
Nuklear helikopter på Titan - DragonFly Mission
“Titan er et unikt himmellegeme med en tæt atmosfære, søer og ægte hav af kulbrinter, en cyklus af stoffer og et vanskeligt klima. Vi forventer at fortsætte Cassini og Huygens -sagen for at forstå, om der er alle "livets klodser" på overfladen af Titan, og om der kan eksistere liv på den. I modsætning til andre landingsmoduler vil vores "guldsmede" kunne flyve fra sted til sted og bevæge sig hundredvis af kilometer, "- fortalte chefen for DragonFly-missionen Elizabeth Turtle.
Sammenligning af Jordens størrelser, Titan (nederst til venstre) og Månen
Titan er den største måne på Saturn og den næststørste måne i hele solsystemet (kun andet efter Jupiters måne Ganymedes). Titan er også det eneste legeme i solsystemet, med undtagelse af Jorden, for hvilken den stabile eksistens af væske på dens overflade er blevet bevist, og også den eneste satellit på planeten, der har en tæt atmosfære. Alt dette gør Titan til et meget attraktivt objekt for forskellig videnskabelig forskning og undersøgelse.
Diameteren på denne Saturn -satellit er 5152 kilometer, hvilket er 50% større end Månens, mens Titan er 80% større end vores planets satellit i masse. Titan er også større end planeten Merkur. Tyngdekraften på Titan er omkring en syvendedel af Jordens tyngdekraft. Satellitens overflade består primært af vandis og sedimentært organisk materiale. Trykket ved Titans overflade er cirka 1,5 gange højere end trykket ved jordoverfladen, lufttemperaturen ved overfladen er -170.. -180 grader Celsius. På trods af den temmelig lave temperatur sammenlignes denne satellit med Jorden i de tidlige stadier af dens udvikling. Derfor udelukker forskere ikke muligheden for eksistensen af de enkleste former for liv på Titan, især i de eksisterende underjordiske reservoirer, under hvilke forhold der kan være meget mere komfortable end på overfladen.
Dragonfly, hjernebarn af forskere ved Johns Hopkins University, vil være en alsidig lander udstyret med flere propeller, der gør det muligt at starte og lande lodret. I fremtiden vil dette give en usædvanlig helikopter mulighed for at udforske overfladen og atmosfæren på Titan.”Et af vores hovedmål er at forske i metanfloder og søer. Vi vil forstå, hvad der foregår i deres dybde,”- sagde cheflederen for Dragonfly-missionen, Elizabeth Turtle.”Generelt er vores hovedopgave at kaste lys over det mystiske miljø på Saturnus -satellitten, der er rig på organisk og præbiotisk kemi. Tross alt er Titan i dag en slags planetlaboratorium, hvor det ville være muligt at studere kemiske reaktioner, der ligner dem, der kunne have forårsaget livets oprindelse på Jorden."
Et projekt som dette, hvis det vinder konkurrencen i 2019, vil være meget usædvanligt og nyt, selv for NASA. Takket være sine to funktioner vil Dragonfly -enheden kunne bevæge sig fra sted til sted. Den første er tilstedeværelsen af et atomkraftværk, som vil forsyne det med energi i meget lang tid. Den anden er et sæt af flere kraftfulde propelmotorer, der kan løfte et tungt efterforskningskøretøj ind i Titans tætte luft. Alt dette gør Dragonfly lidt til helikoptere eller quadcopters, med den eneste undtagelse, at rumhukommelsen vil blive designet til at fungere under meget hårdere forhold end på Jorden.
Nuklear helikopter Dragonfly på overfladen af Titan, NASA illustration
Eksperter bemærker, at denne drone vil blive fuldt forsynet med energi produceret af en radioisotop termoelektrisk generator (RTG). Titans temmelig tætte og tykke atmosfære gør enhver teknologi til at konvertere solenergi til elektrisk energi ineffektiv, hvorfor atomkraft vil blive den grundlæggende energikilde til missionen. En lignende generator er installeret på Curiosity -roveren. I løbet af natten vil en sådan generator være i stand til fuldt at oplade dronens batterier, hvilket hjælper flyet med at udføre en eller flere flyvninger i løbet af dagen med en samlet varighed på op til en time.
Det vides, at Dragonfly -værktøjskassen er planlagt til at omfatte: gammaspektrometre, der vil kunne studere sammensætningen af Titans underjordiske lag (denne enhed hjælper forskere med at finde beviser for tilstedeværelsen af et flydende hav under satellitoverfladen); massespektrometre til analyse af isotopsammensætning af lette elementer (såsom nitrogen, kulstof, svovl og andre); geofysiske og meteorologiske sensorer, der måler atmosfærisk tryk, temperatur, vindhastighed, seismisk aktivitet; han vil også have kameraer til at tage billeder. "Atomhelikopterens" mobilitet gør det muligt for den hurtigt at indsamle forskellige prøver og udføre de nødvendige målinger.
På kun en times flyvning vil denne enhed kunne dække en afstand på 10 til 20 kilometer. Det vil sige, at på bare en flyvning vil DragonFly -dronen være i stand til at tilbagelægge en større afstand, end den amerikanske Curiosity -rover var i stand til at gøre i løbet af sine 4 års ophold på den røde planet. Og under hele sin toårige mission vil "atomhelikopteren" være i stand til at udforske et ret imponerende område af overfladen af Saturn-månen. Takket være tilstedeværelsen af et kraftfuldt kraftværk om bord vil dataene fra enheden ifølge Turtle blive transmitteret direkte til Jorden.
Hvis projektet vinder konkurrencen og modtager endelig godkendelse som en del af New Frontiers Solar System Exploration Program, starter missionen i midten af 2025. På samme tid ankommer DragonFly først til Titan i 2034, hvor det med en gunstig udvikling af begivenheder vil fungere på overfladen i flere år.
På vej til den "sovjetiske" komet - CAESAR -missionen
Den anden mission, der i øjeblikket hævder sejr i konkurrencen New Frontiers, kan være CAESAR -sonden - det første NASA -rumfartøj, der tog prøver af flygtige og organiske stoffer fra overfladen af en komet og derefter vendte tilbage til Jorden. »Kometer kan kaldes de vigtigste, men samtidig de mindst studerede objekter i solsystemet. Kometer indeholder de stoffer, hvorfra Jorden blev "støbt", og de var også hovedleverandørerne af organisk stof til vores planet. Hvad adskiller kometer fra andre kendte kroppe i solsystemet? Det indre af kometer indeholder stadig flygtige stoffer, der var til stede i solsystemet på tidspunktet for dets fødsel,”sagde Steve Squires, chef for CAESAR -missionen.
Et øjebliksbillede af Churyumov-Gerasimenko-kometen taget den 19. september 2014 med Rosetta-kameraet
Ifølge chefen for NASAs planetariske afdeling Jim Green, vil denne mission blive sendt til en meget velstuderet komet, i hvilken en anden sonde allerede har besøgt, vi taler om en europæisk mission kaldet Rosetta. Kometen med indekset 67P kaldes "sovjetisk", da den blev opdaget af sovjetiske astronomer. Det er en komet med en kort periode med en orbitalperiode på cirka 6 år og 7 måneder. Kometen Churyumov-Gerasimenko blev opdaget i Sovjetunionen den 23. oktober 1969. Det blev opdaget af den sovjetiske astronom Klim Churyumov i Kiev på fotografiske plader af en anden komet - 32P / Komas Sola, som blev taget af Svetlana Gerasimenko i september samme år på Alma -Ata -observatoriet (det første billede, hvor den nye komet var synlig blev taget den 11. september 1969)). Indeks 67P betyder, at dette er den 67. korte periode med åben komet.
Det blev fundet, at Churyumov-Gerasimenko-kometen har en porøs struktur, 75-78% af dens volumen er ugyldig. På den oplyste side af kometen varierer temperaturerne fra -183 til -143 grader Celsius. Der er ikke noget konstant magnetfelt på kometen. Ifølge de seneste skøn er dens masse 10 milliarder tons (målefejl skønnes til 10%), rotationsperioden er 12 timer 24 minutter. I 2014 kunne forskere ved hjælp af Rosetta -apparatet finde molekyler af 16 organiske forbindelser på kometen, hvoraf fire - acetone, propanal, methylisocyanat og acetamid - ikke tidligere var blevet fundet på kometer.
Ifølge repræsentanter for det amerikanske rumagentur vil valget af CAESAR -missionen, der sendes til en velstuderet komet, tillade at dræbe tre fugle med et smæk - dette gør missionen sikrere, billigere og fremskynder også opsendelsen. Ifølge Squires vil installationen af en kapsel til opsamling og returnering af jord fra en komet til Jorden også spille en rolle. Denne kapsel blev tidligere oprettet af det japanske rumagentur til Hayabusa -sonden.”Valget af denne kapsel forklares med, at CAESAR -missionen krævede en kapsel, der fortsat ville holde flygtige stoffer fra kometen i en frossen form gennem hele flyvningen op til at røre jordens overflade. Kapslen til Hayabusa -sonden har et varmeskjold, der forhindrer den i at varme op til flere hundrede grader Celsius, hvilket kan ske ved brug af vores teknologier,”bemærkede den amerikanske forsker.
Mulig visning af CAESAR -sonden, illustreret af NASA
Ifølge NASAs planer er CAESAR -sonden planlagt udstyret med en ionmotor. Det vil relativt hurtigt nå overfladen af Churyumov-Gerasimenko-kometen. Prøver af dens sag, som Steve Squires håber, kunne være på jorden i 2038.
