Команда Юго-западного научно-исследовательского института (SwRI), используя внутренние исследовательские фонды, сделала сразу несколько открытий, которые значительно расширили диапазон и ценность будущей миссии орбитального аппарата Плутона. Эти прорывы заключаются в возможности сохранить топливо у зонда, позволяя ему при этом изучить пояс Койпера после тщательного осмотра Плутона. Данные результаты будут официально представлены уже на этой неделе в рамках семинара, посвященного будущим исследованиям Плутона и Койпера. Встреча будет проведена Отделом американского астрономического общества планетологов в городе Ноксвилл, находящемся в американском штате Теннесси.
Заместитель вице-президента организации и планетолог Алан Стерн возглавляет исследование, проводимое в стенах SwRI. Сначала команда обнаружила, что орбитальный аппарат способен выполнить множество научных задач, используя не ракетное топливо, а гравитацию гигантского спутника Плутона – Харона. Зонд сможет неоднократно менять свою орбиту, исследуя самые различные аспекты данного космического объекта: его атмосферу, пять лун и влияние солнечного ветра за последние несколько лет. Затем ученые выяснили, что после достижения всех научных целей на Плутоне орбитальный аппарат может снова воспользоваться гравитацией Харона, чтобы вырваться из системы, не используя горючее, и добраться до пояса Койпера. Там он задействует электрическую двигательную установку для исследования других карликовых планет и более мелких объектов.
«Это потрясающая новость. Раньше NASA и сообщество планетологов полагали, что следующим шагом в исследовании пояса Койпера станет выбор между более углубленным изучением Плутона и его спутников или осмотром менее крупных объектов данной космической области. Планетологи постоянно вели дебаты друг с другом о том, какой из этих вариантов принесет больше пользы. Однако наше исследование позволит выполнить обе задачи всего за одну миссию», – отметил Стерн.
В состав команды также входит инженер космических полетов и проектировщик миссии доктор Марк Тэпли, планетолог Аманда Зангари, руководитель проекта Джон Шеррер и ведущий специалист по программному обеспечению Тиффани Финли из отдела космической науки и техники SwRI.
Финли разработала специальный маршрут, включающий в себя десятки маневров, которые будут выполнены с помощью гравитации Харона. «Этот путь все еще далек от оптимального, однако он уже включает в себя пять и более облетов вокруг каждой небольшой луны Плутона. Во время них зонд будет изучать полярные и экваториальные области карликовой планеты. Он также сможет тщательно исследовать Харон, прежде чем войдет в атмосферу Плутона для сбора проб. Затем он в последний раз использует гравитацию луны, чтобы углубиться в пояс Койпера», – сообщила специалист.
Результаты работы Тэпли показывают, что электрическая двигательная установка, схожая с той, которая используется в миссии NASA «Рассвет», позволит орбитальному аппарату долететь до других известных объектов пояса Койпера, включая любую его карликовую планету. «Мы обнаружили, что сможем достичь, а затем выйти на орбиту еще одной карликовой планеты в поясе Койпера после изучения Плутона!», – заявила Тэпли.
Кроме того, Зангари провела отдельное исследование, в котором были рассмотрены миссии на 45 крупнейших объектов пояса Койпера и карликовых планет, которые могут быть запущены между 2025 и 2040 годами. Она включает в себя отправку аппаратов к таким карликовым планетам как Эрис и Седна путем выполнения гравитационных маневров возле Нептуна и Юпитера. Статья с детальным описанием маршрутов была принята научным изданием Journal of Spacecraft and Rockets.
«Кто бы мог подумать, что всего одна миссия, использующая уже доступные электрические двигательные установки, сможет достичь подобных результатов. Теперь, когда наша команда показала, что обществу планетологов не нужно выбирать между исследованием Плутона и изучением других объектов пояса Койпера, так как это можно сделать за одну поездку, эту комбинированную миссию вполне можно назвать “золотым стандартом” для всех будущих космических операций по изучению дальних областей Солнечной системы», – добавил Стерн.
Команда потратит следующие несколько месяцев на публикацию большего количества выводов и определение базовых характеристик космического аппарата, необходимых для выполнения данной миссии.