In 30 anni, una missione di esplorazione spaziale a propulsione nucleare su Nettuno e le sue lune potrebbe iniziare a rivelare alcuni dei segreti più elusivi del nostro sistema solare sulla formazione dei suoi pianeti - e recentemente scoperti quelli che si sono sviluppati attorno ad altre stelle.
Questa visione del futuro è al centro di uno studio di pianificazione di 12 mesi condotto da un team diversificato di esperti guidato da Boeing Satellite Systems e finanziato dalla NASA. È uno dei 15 studi "Vision Mission" intesi a sviluppare concetti nei piani di esplorazione dello spazio a lungo termine degli Stati Uniti. Il professor Paul Steffes, membro del team e scienziato radiofonico di Nettuno, della School of Electrical and Computer Engineering della Georgia Institute of Technology, definisce la missione "il massimo dell'esplorazione dello spazio profondo".
La NASA ha condotto vaste missioni su Giove e Saturno, indicate come i "giganti gassosi" perché sono prevalentemente costituite da idrogeno ed elio. Entro il 2012, queste indagini avranno prodotto informazioni significative sulle proprietà chimiche e fisiche di questi pianeti. Meno si sa di Nettuno e Urano - i "giganti del ghiaccio".
"Dato che sono più lontani, Nettuno e Urano rappresentano qualcosa che contiene più dell'originale - usare un" Carl Saganismo "-" materiale solare "o la nebulosa che si è condensata per formare pianeti", ha detto Steffes. “Nettuno è un pianeta più crudo. È meno influenzato dai materiali vicini al sole e ha avuto meno collisioni con comete e asteroidi. È più rappresentativo del sistema solare primordiale di Giove o Saturno. "
Inoltre, poiché Nettuno è così freddo, la sua struttura è diversa da Giove e Saturno. Una missione per indagare sull'origine e sulla struttura di Nettuno - che dovrebbe iniziare tra il 2016 e il 2018 e arrivare intorno al 2035 - aumenterà la comprensione degli scienziati sulla diversa formazione planetaria nel nostro sistema solare e in altri, ha osservato Steffes.
Il team della missione è anche interessato ad esplorare le lune di Nettuno, in particolare Triton, che gli scienziati planetari ritengono essere un oggetto della cintura di Kuiper. Tali palline di ghiaccio sono micro pianeti che possono avere un diametro fino a 1.000 chilometri e si trovano generalmente nelle regioni ultraperiferiche del nostro sistema solare. Sulla base di studi fino ad oggi, gli scienziati ritengono che Tritone non fosse formato da materiali di Nettuno, come la maggior parte delle lune in orbita attorno ai pianeti nel nostro sistema solare. Invece, Triton è probabilmente un oggetto cintura di Kuiper che è stato accidentalmente trascinato nell'orbita di Nettuno.
"Triton è stato formato nello spazio", ha detto Steffes. “Non è nemmeno un parente stretto di Nettuno. È un bambino adottato? Crediamo che gli oggetti della cintura di Kuiper come Triton siano stati fondamentali per lo sviluppo del nostro sistema solare, quindi c'è molto interesse a visitare Triton. "
Sebbene debbano affrontare una serie di sfide tecniche, tra cui la progettazione della sonda d'ingresso e lo sviluppo di strumenti scientifici e di telecomunicazione, il team della missione Neptune Vision ha sviluppato un piano iniziale. I membri del team, incluso Steffes, lo hanno presentato questo autunno in una serie di incontri scientifici per incoraggiare il feedback di altri esperti. Il 17 dicembre, lo presenteranno di nuovo alla riunione annuale dell'American Geophysical Union. Le loro raccomandazioni finali sono dovute alla NASA nel luglio 2005.
Il piano si basa sulla disponibilità della tecnologia di propulsione nucleare-elettrica in fase di sviluppo nel Progetto Prometheus della NASA. Un razzo chimico tradizionale lancerebbe l'astronave dall'orbita terrestre. Quindi un sistema di propulsione elettrico alimentato da un piccolo reattore a fissione nucleare - una tecnologia di tipo sottomarino modificata - spingerebbe il veicolo spaziale verso il suo obiettivo nello spazio profondo. Il sistema di propulsione genererebbe la spinta espellendo particelle caricate elettricamente chiamate ioni dai suoi motori.
A causa del grande carico utile scientifico che un'astronave a propulsione nucleare-elettrica può trasportare e alimentare, la missione di Nettuno ha una grande promessa di scoperta scientifica, ha affermato Steffes.
La missione utilizzerà sensori elettrici e ottici a bordo dell'orbiter e tre sonde per rilevare la natura dell'atmosfera di Nettuno, ha affermato Steffes, esperto di telerilevamento a distanza di atmosfere planetarie. In particolare, la missione raccoglierà dati sui rapporti elementali atmosferici di Nettuno relativi all'idrogeno e ai rapporti isotopici chiave, nonché sulla gravità del pianeta e sui campi magnetici. Investigherà la dinamica della circolazione atmosferica globale, la meteorologia e la chimica. Su Triton, due lander raccoglieranno informazioni atmosferiche e geochimiche vicino ai geyser in superficie.
Le tre sonde di ingresso della missione verranno rilasciate nell'atmosfera di Nettuno a tre diverse latitudini: la zona equatoriale, una media latitudine e una regione polare. I progettisti di missione affrontano la sfida di trasmettere dati dalle sonde attraverso l'atmosfera che assorbe le onde radio di Nettuno. Il laboratorio di Steffes presso la Georgia Tech ha condotto ricerche approfondite e acquisito una conoscenza approfondita di come affrontare questo problema, ha osservato.
Il team della missione sta ancora discutendo quanto in profondità le sonde dovrebbero essere distribuite nell'atmosfera di Nettuno per ottenere dati scientifici significativi. "Se selezioniamo una frequenza abbastanza bassa di segnali radio, possiamo scendere da 500 a 1.000 atmosfere terrestri, che è 7.500 libbre di pressione per pollice quadrato (PSI)", ha spiegato Steffes. "Quella pressione è simile a quella che un sottomarino sperimenta nell'oceano profondo."
Tuttavia, tale profondità probabilmente non sarà richiesta, secondo i modellisti atmosferici del team di missione, ha detto Steffes. Le sonde saranno in grado di ottenere la maggior parte delle informazioni a sole 100 atmosfere terrestri o 1.500 PSI.
Fonte originale: Georgia Tech News Release
