Mnamo Desemba 20, 2017, Taasisi ya Kitaifa ya Aeronautics na Usimamizi wa Anga (NASA) iliamua mwelekeo zaidi wa mpango wake uitwao New Frontiers. Thomas Tsurbuchen, mkuu wa Kurugenzi ya Sayansi ya NASA, alizungumzia juu ya mipango ya wakala wa nafasi kwenye mkutano na waandishi wa habari. Kulingana na yeye, kituo kinachofuata cha kiotomatiki ndani ya mfumo wa mpango wa New Frontiers kitaenda kwa Titan (satellite ya Saturn) au kwa comet Churyumov-Gerasimenko. Ni yapi kati ya vitu hivi viwili vya nafasi nafasi ya moja kwa moja ya kituo itaenda kujulikana tu mnamo 2019.
Katika tukio ambalo wataalam wa NASA watachagua comet, wakala atatuma spacecraft kwake, ambayo italazimika kuchukua sampuli kutoka kwa uso wake, na kisha kuipeleka Duniani. Mradi huu wa fainali unaitwa CAESAR. Lengo kuu la ujumbe huu ni kukusanya misombo ya kikaboni ili kuelewa jinsi comets zinaweza kuchangia asili ya uhai kwenye sayari yetu. Ikumbukwe kwamba uchunguzi wa Philae, uliyowasilishwa kwa uso wake na kituo cha Uropa cha Rosetta, tayari umewasili kwenye comet ya Churyumov-Gerasimenko. Walakini, uchunguzi uliweza kupitisha telemetry tu kwa Dunia, baada ya hapo unganisho na kifaa kilipotea. Mwisho wa Septemba 2016, kituo cha Rosetta kilipigwa marufuku na kupelekwa kugongana na comet.
Katika tukio ambalo uchaguzi wa NASA unafanywa kwa neema ya Titan, chombo cha ndege cha Dragonfly kitatumwa kwa uso wake, ambacho tayari kimeitwa helikopta ya nyuklia, lakini kwa nje itaonekana kama quadrocopter. Joka italazimika kukagua uso wa Titan ili kubaini ni nini hasa imetengenezwa na jinsi imepangwa. Pia, helikopta ya nafasi italazimika kujibu swali: ni mazingira gani ya anga kwenye satellite hii ya Saturn. Wataalam kutoka wakala wa nafasi ya Amerika wanaamini kuwa fomu za maisha ya nje ya ulimwengu zinaweza kuwepo kwenye Titan.
Titanium katika rangi ya asili (picha "Cassini")
Waliomaliza mashindano ya mradi bora wa misheni ya nafasi ndani ya mfumo wa mpango wa uchunguzi wa mfumo wa jua wa Frontiers walikuwa timu mbili za maendeleo, jumla ya wagombea 12 walishiriki kwenye mashindano. Miradi yote iliyosikika hapo juu itapokea takriban dola milioni 4 kwa mwaka ili kufanya maelezo na dhana. Lazima wakamilishe programu zao ifikapo Julai 2019, baada ya kusoma hatari zote zinazowezekana za misioni zao, na kisha watoe pendekezo la mwisho. Mradi wa mshindi utazinduliwa mwishoni mwa 2025. Uendelezaji wa kila moja ya ujumbe utahitaji takriban dola milioni 850, mradi wa mshindi utapokea kiasi hiki kutoka kwa NASA, na wakala pia atalipa gharama zote za kuzindua chombo cha angani kilichoshinda angani - takriban dola nyingine milioni 150.
Kama wataalam wanavyotambua, "bei tag" iliyotangazwa ni takriban mara mbili ya gharama ya "nafasi" za misioni ndani ya mfumo wa mpango mwingine - Ugunduzi, na vile vile chini ya mara 2-4 kuliko bajeti ya vituo vya "roboti" vya kituo na nafasi ya NASA darubini. Bajeti iliyotangazwa inaruhusu kuweka kwenye uchunguzi seti kubwa ya vyombo, na vile vile vyanzo vya nguvu vya radioisotopu vya muda mrefu, lakini kwa uwezo wao na muda wa kuishi, uchunguzi huu bado utakuwa duni kwa bendera kama vile Cassini, Galileo na Wasafiri.
Ikumbukwe kwamba kama sehemu ya mpango wa New Frontiers, wakala wa nafasi ya Merika tayari imekamilisha misheni tatu zilizofanikiwa. Kwa hivyo uchunguzi wa Juno unasoma obiti ya Jupita, chombo cha anga cha New Horizons sasa kinaelekea Pluto, na OSIRIS-REx anaruka kwa asteroid ili kuchukua sampuli kutoka kwa uso wake. Kulingana na Thomas Zurbuchen, wakala bado haujafanya uamuzi juu ya magari yapi ya uzinduzi yatatumika kuzindua ujumbe fulani. Wakati huo huo, alielezea ujasiri kwamba wakati kazi itaanza kuundwa kwa vituo vinavyohitajika na uchunguzi, roketi nzito ya SLS, na nafasi ya kibinafsi "malori mazito" watakuwa tayari kuzindua kizazi kipya cha uchunguzi wa Amerika..
Helikopta ya Nyuklia kwenye Titan - DragonFly Mission
"Titan ni mwili wa kipekee wa angani ulio na anga zenye mnene, maziwa na bahari halisi ya haidrokaboni, mzunguko wa vitu na hali ya hewa ngumu. Tunatarajia kuendelea na kesi ya Cassini na Huygens ili kuelewa ikiwa kuna "matofali ya maisha" yote juu ya uso wa Titan na ikiwa maisha yanaweza kuwepo juu yake. Tofauti na moduli zingine za kutua, "kipepeo" wetu ataweza kuruka kutoka mahali kwenda mahali, akihamia mamia ya kilomita, "- alimwambia mkuu wa ujumbe wa DragonFly Elizabeth Turtle.
Kulinganisha ukubwa wa Dunia, Titan (chini kushoto) na Mwezi
Titan ni mwezi mkubwa zaidi wa Saturn na mwezi wa pili kwa ukubwa katika mfumo mzima wa jua (wa pili tu kwa mwezi wa Jupiter Ganymede). Pia, Titan ndio mwili pekee katika mfumo wa jua, isipokuwa Dunia, ambayo uwepo wa kimiminika juu ya uso wake umethibitishwa, na pia satellite pekee ya sayari ambayo ina anga nene. Yote hii inafanya Titan kuwa kitu cha kuvutia sana kwa utafiti na utafiti anuwai wa kisayansi.
Upeo wa setilaiti hii ya Saturn ni kilomita 5152, ambayo ni 50% kubwa kuliko ile ya Mwezi, wakati Titan ni 80% kubwa kuliko satellite ya sayari yetu kwa wingi. Pia, Titan ni kubwa kuliko sayari ya Mercury. Nguvu ya mvuto kwenye Titan ni karibu moja ya saba ya ile ya mvuto wa Dunia. Uso wa setilaiti hujumuishwa haswa na barafu la maji na vitu vya kikaboni vya sedimentary. Shinikizo kwenye uso wa Titan ni takriban mara 1.5 juu kuliko shinikizo kwenye uso wa dunia, joto la hewa kwenye uso ni -170.. -180 digrii Celsius. Licha ya joto la chini sana, setilaiti hii inalinganishwa na Dunia katika hatua za mwanzo za ukuzaji wake. Kwa hivyo, wanasayansi hawaondoi uwezekano wa uwepo wa aina rahisi zaidi za maisha kwenye Titan, haswa, katika mabwawa yaliyopo chini ya ardhi, hali ambazo zinaweza kuwa vizuri zaidi kuliko juu ya uso wake.
Joka, ubongo wa wanasayansi katika Chuo Kikuu cha Johns Hopkins, atakuwa kinasa hodari aliye na viboreshaji vingi ambavyo vinaiwezesha kupaa na kutua wima. Katika siku zijazo, hii itaruhusu helikopta isiyo ya kawaida kuchunguza uso na mazingira ya Titan. “Moja ya malengo yetu makuu ni kufanya utafiti juu ya mito na maziwa ya methane. Tunataka kuelewa kinachoendelea katika kina chao,”- kiongozi mkuu wa ujumbe wa Joka, Elizabeth Turtle. “Kwa ujumla, kazi yetu kuu ni kutoa mwangaza juu ya mazingira ya kushangaza ya setilaiti ya Saturn, tajiri katika kemia ya kikaboni na prebiotic. Baada ya yote, Titan leo ni aina ya maabara ya sayari, ambapo ingewezekana kusoma athari za kemikali sawa na zile ambazo zingeweza kusababisha asili ya uhai Duniani."
Mradi kama huu, ikiwa utashinda ushindani mnamo 2019, itakuwa kawaida sana na mpya hata kwa NASA. Shukrani kwa huduma zake mbili, kifaa cha Dragonfly kitaweza kutoka mahali kwenda mahali. Ya kwanza ni uwepo wa mmea wa nguvu za nyuklia, ambao utampa nishati kwa muda mrefu sana. Ya pili ni seti ya motors kadhaa zenye nguvu ambazo zinaweza kuinua gari zito la uchunguzi ndani ya hewa nzito ya Titan. Yote hii inafanya Joka kwa kiasi fulani kufanana na helikopta au quadcopters, isipokuwa tu kwamba helikopta ya nyuklia ya nafasi itatengenezwa kufanya kazi katika hali ngumu zaidi kuliko Duniani.
Helikopta ya nyuklia Dragonfly juu ya uso wa Titan, mfano wa NASA
Wataalam wanaona kuwa drone hii itapewa kikamilifu nishati inayozalishwa na jenereta ya redio ya umeme ya redio (RTG). Anga ya mnene na nene ya Titan hufanya teknolojia yoyote ya kubadilisha nishati ya jua kuwa nishati ya umeme isiyofaa, ndiyo sababu nishati ya nyuklia itakuwa chanzo cha msingi cha nishati kwa utume. Jenereta kama hiyo imewekwa kwenye rover ya Udadisi. Wakati wa usiku, jenereta kama hii itaweza kuchaji kabisa betri za drone, ambayo itasaidia ndege kufanya safari moja au kadhaa wakati wa mchana, na jumla ya saa moja.
Inajulikana kuwa sanduku la vifaa vya Dragonfly limepangwa kujumuisha: viwambo vya gamma ambavyo vitaweza kusoma muundo wa safu ya uso wa Titan (kifaa hiki kitasaidia wanasayansi kupata ushahidi wa uwepo wa bahari ya kioevu chini ya uso wa satelaiti); spectrometers ya molekuli ya kuchambua muundo wa isotopiki ya vitu vya mwanga (kama nitrojeni, kaboni, sulfuri na zingine); sensorer geophysical na hali ya hewa ambayo itapima shinikizo la anga, joto, kasi ya upepo, shughuli za seismic; atakuwa na kamera za kupiga picha. Uhamaji wa "helikopta ya nyuklia" itawaruhusu kukusanya haraka sampuli anuwai na kufanya vipimo muhimu.
Katika saa moja tu ya kukimbia, kifaa hiki kitaweza kufikia umbali wa kilomita 10 hadi 20. Hiyo ni, kwa ndege moja tu, drone ya DragonFly itaweza kufikia umbali mkubwa zaidi kuliko ile rover ya Udadisi ya Amerika iliweza kufanya wakati wa miaka 4 ya kukaa kwenye sayari nyekundu. Na wakati wa utume wake wa miaka miwili, "helikopta ya nyuklia" itaweza kuchunguza eneo lenye kuvutia la uso wa mwezi wa Saturn. Shukrani kwa uwepo wa mmea wenye nguvu kwenye bodi, data kutoka kwa kifaa, kulingana na Turtle, itasambazwa Duniani moja kwa moja.
Ikiwa mradi utashinda ushindani na kupokea idhini ya mwisho kama sehemu ya Programu ya Utaftaji wa Mfumo wa jua wa Frontiers mpya, ujumbe utazinduliwa katikati ya 2025. Wakati huo huo, DragonFly itawasili Titan tu mnamo 2034, ambapo, na maendeleo mazuri ya hafla, itafanya kazi juu ya uso wake kwa miaka kadhaa.
Njiani kwenda kwa comet "Soviet" - ujumbe wa CAESAR
Ujumbe wa pili, ambao kwa sasa unadai ushindi katika mashindano ya New Frontiers, inaweza kuwa uchunguzi wa CAESAR - chombo cha kwanza cha NASA kuchukua sampuli za volatiles na viumbe kutoka kwenye uso wa comet na kisha kurudi Duniani. "Comets inaweza kuitwa muhimu zaidi, lakini wakati huo huo vitu visivyojifunza zaidi vya mfumo wa jua. Comets zina vitu hivi ambavyo Dunia "iliumbwa", na pia walikuwa wauzaji wakuu wa vitu vya kikaboni kwa sayari yetu. Ni nini hufanya comets tofauti na miili mingine inayojulikana katika mfumo wa jua? Mambo ya ndani ya comets bado yana volatiles ambazo zilikuwepo kwenye mfumo wa jua wakati wa kuzaliwa kwake, "alisema Steve Squires, mkuu wa ujumbe wa CAESAR.
Picha ya picha ya comet ya Churyumov-Gerasimenko iliyopigwa mnamo Septemba 19, 2014 na kamera ya Rosetta
Kulingana na mkuu wa idara ya sayari ya NASA Jim Green, ujumbe huu utatumwa kwa comet aliyejifunza sana, karibu na ambayo uchunguzi mwingine tayari umetembelea, tunazungumza juu ya misheni ya Uropa inayoitwa Rosetta. Comet na faharisi ya 67P inaitwa "Soviet", kwani iligunduliwa na wanaastronomia wa Soviet. Ni comet ya muda mfupi na kipindi cha orbital cha takriban miaka 6 na miezi 7. Comet Churyumov-Gerasimenko aligunduliwa katika USSR mnamo Oktoba 23, 1969. Iligunduliwa na mtaalam wa nyota wa Soviet Klim Churyumov huko Kiev kwenye sahani za picha za comet nyingine - 32P / Komas Sola, ambazo zilichukuliwa na Svetlana Gerasimenko mnamo Septemba mwaka huo huo kwenye Kituo cha Alma-Ata (picha ya kwanza ambayo comet mpya ilionekana ilichukuliwa mnamo Septemba 11, 1969)). Kielelezo 67P inamaanisha kuwa hii ni comet wazi ya 67 ya muda mfupi.
Ilibainika kuwa comet ya Churyumov-Gerasimenko ina muundo wa porous, 75-78% ya ujazo wake ni batili. Kwenye upande ulioangaziwa wa comet, joto huanzia -183 hadi -143 digrii Celsius. Hakuna uwanja wa sumaku wa kila wakati kwenye comet. Kulingana na makadirio ya hivi karibuni, misa yake ni tani bilioni 10 (kosa la kipimo linakadiriwa kuwa 10%), kipindi cha mzunguko ni masaa 12 dakika 24. Mnamo 2014, wakitumia vifaa vya Rosetta, wanasayansi waliweza kupata molekuli ya misombo 16 ya kikaboni kwenye comet, nne ambazo - asetoni, propanal, methyl isocyanate na acetamide - hazijapatikana hapo awali kwenye comets.
Kulingana na wawakilishi wa wakala wa nafasi ya Amerika, uchaguzi wa ujumbe wa CAESAR, ambao unatumwa kwa comet aliyejifunza vizuri, utaruhusu kuua ndege watatu kwa jiwe moja - hii inafanya utume kuwa salama, wa bei rahisi, na pia kuharakisha uzinduzi wake. Kulingana na Squires, usanikishaji wa kidonge kwa ukusanyaji na urudishaji wa mchanga kutoka kwa comet kwenda Duniani pia utachukua jukumu. Kifurushi hiki hapo awali kiliundwa na wakala wa nafasi ya Kijapani kwa uchunguzi wa Hayabusa. “Chaguo la kidonge hiki linaelezewa na ukweli kwamba ujumbe wa CAESAR ulihitaji kidonge ambacho kingeendelea kushikilia volatiles kutoka kwa comet katika fomu iliyohifadhiwa wakati wote wa ndege, hadi kugusa uso wa dunia. Kapsule ya uchunguzi wa Hayabusa ina kinga ya joto ambayo inazuia inapokanzwa hadi digrii mia kadhaa za Celsius, ambayo inaweza kutokea kwa matumizi ya teknolojia zetu, mwanasayansi huyo wa Amerika alibaini.
Mtazamo unaowezekana wa uchunguzi wa CAESAR, mfano wa NASA
Kulingana na mipango ya NASA, uchunguzi wa CAESAR umepangwa kuwa na injini ya ioni. Itafikia uso wa comet ya Churyumov-Gerasimenko haraka sana. Sampuli za jambo hilo, kama Steve Squires anavyotarajia, inaweza kuwa Duniani mnamo 2038.
