20. desember 2017 besluttet US National Aeronautics and Space Administration (NASA) om den videre retningen av programmet, New Frontiers. Thomas Tsurbuchen, leder for NASAs vitenskapsdirektorat, fortalte om romfartsorganisasjonens planer på en pressekonferanse. Ifølge ham vil den neste automatiske romstasjonen innenfor rammen av programmet New Frontiers gå enten til Titan (en Saturn-satellitt) eller til kometen Churyumov-Gerasimenko. Hvem av disse to romobjektene den automatiske romstasjonen skal gå til, blir først kjent i 2019.
I tilfelle NASA -spesialister velger en komet, vil byrået sende et romfartøy til det, som må ta prøver fra overflaten og deretter sende dem til jorden. Dette finalistprosjektet heter CAESAR. Hovedmålet med dette oppdraget er å samle organiske forbindelser for å forstå hvordan kometer kan bidra til livets opprinnelse på planeten vår. Det er verdt å merke seg at Philae-sonden, levert til overflaten av den europeiske stasjonen Rosetta, allerede har landet på Churyumov-Gerasimenko-kometen. Imidlertid klarte sonden å overføre bare telemetri til jorden, hvoretter forbindelsen til enheten ble tapt. I slutten av september 2016 ble Rosetta -stasjonen deorbittert og sendt for å kollidere med en komet.
I tilfelle NASAs valg blir gjort til fordel for Titan, vil Dragonfly -romfartøyet bli sendt til overflaten, som allerede har blitt kalt et atomhelikopter, men utad vil det se mer ut som et quadrocopter. Dragonfly må skanne overflaten av Titan for å finne ut hva den er laget av og hvordan den er arrangert. Også romhelikopteret må svare på spørsmålet: hva er atmosfæriske forhold på denne Saturn -satellitten. Spesialister fra den amerikanske romfartsorganisasjonen tror at utenomjordiske livsformer kan eksistere på Titan.
Titan i naturlige farger (bilde "Cassini")
Finalistene i konkurransen om det beste romfartsprosjektet innenfor rammen av programmet New Frontiers solsystemutforskning var to utviklingsteam, totalt 12 kandidater deltok i konkurransen. Begge prosjektene som høres ut ovenfor, vil motta omtrent 4 millioner dollar per år for å finne ut detaljene og konseptet. De må fullføre programmene innen juli 2019, etter å ha studert alle mulige farer ved oppdraget, og deretter komme med et endelig forslag. Vinnerprosjektet vil bli lansert i slutten av 2025. Utviklingen av hvert av oppdragene vil kreve cirka 850 millioner dollar, vinnerprosjektet vil motta dette beløpet fra NASA, og byrået dekker også alle kostnadene ved å lansere det vinnende romfartøyet i verdensrommet - omtrent ytterligere 150 millioner dollar.
Som eksperter bemerker, er den kunngjorte "prislappen" omtrent det dobbelte av kostnaden for "lette" romoppdrag innenfor rammen av et annet program - Discovery, samt 2-4 ganger mindre enn budsjettet for "flaggskip" robotstasjoner og NASA -rom teleskoper. Det annonserte budsjettet tillater plassering av sonder på et ganske stort og omfattende sett med instrumenter, så vel som langlivede radioisotopkilder, men når det gjelder deres evner og levetid, vil disse sonderne fortsatt være dårligere enn flaggskip som Cassini, Galileo og Reisende.
Det er verdt å merke seg at som en del av New Frontiers -programmet, har det amerikanske romfartsorganet allerede fullført tre vellykkede oppdrag. Så Juno-sonden studerer Jupiters bane, romskipet New Horizons er for tiden på vei mot Pluto, og OSIRIS-REx flyr til asteroiden for å ta prøver fra overflaten. Ifølge Thomas Zurbuchen har byrået ennå ikke tatt en beslutning om hvilke oppskytingsbiler som skal brukes til å starte et bestemt oppdrag. Samtidig uttrykte han tillit til at når arbeidet begynner med opprettelsen av de nødvendige stasjonene og sonderene, vil SLS -tungraketten, samt private "tunge lastebiler" være klare til å lansere en ny generasjon interplanetære amerikanske sonder.
Nuclear Helicopter on Titan - DragonFly Mission
“Titan er et unikt himmellegeme med en tett atmosfære, innsjøer og ekte hav av hydrokarboner, en syklus av stoffer og et vanskelig klima. Vi forventer å fortsette Cassini og Huygens -saken for å forstå om det er alle "livets murstein" på overflaten av Titan og om det kan eksistere liv på den. I motsetning til andre landingsmoduler, vil vår "øyenstikker" kunne fly fra sted til sted og bevege seg hundrevis av kilometer, "- sa lederen for DragonFly-oppdraget Elizabeth Turtle.
Sammenligning av størrelsene på jorden, Titan (nederst til venstre) og månen
Titan er den største månen på Saturn og den nest største månen i hele solsystemet (bare den andre etter Jupiters måne Ganymede). Titan er også den eneste kroppen i solsystemet, med unntak av jorden, som den stabile eksistensen av væske på overflaten er bevist for, og også den eneste satellitten på planeten som har en tett atmosfære. Alt dette gjør Titan til et veldig attraktivt objekt for ulike vitenskapelige undersøkelser og studier.
Diameteren til denne Saturn -satellitten er 5152 kilometer, som er 50% større enn månens, mens Titan er 80% større enn planetens satellitt i masse. Dessuten er Titan større enn planeten Merkur. Tyngdekraften på Titan er omtrent en sjuedel av jordens tyngdekraft. Satellittens overflate består hovedsakelig av vannis og sedimentært organisk materiale. Trykket på overflaten av Titan er omtrent 1,5 ganger høyere enn trykket på jordoverflaten, lufttemperaturen på overflaten er -170.. -180 grader Celsius. Til tross for den ganske lave temperaturen, blir denne satellitten sammenlignet med jorden i de tidlige stadiene av utviklingen. Derfor utelukker forskere ikke muligheten for eksistensen av de enkleste former for liv på Titan, spesielt i de eksisterende underjordiske reservoarene, forholdene der de kan være mye mer komfortable enn på overflaten.
The Dragonfly, hjernebarnet til forskere ved Johns Hopkins University, vil være en allsidig lander utstyrt med flere propeller som gjør at den kan ta av og lande vertikalt. I fremtiden vil dette tillate et uvanlig helikopter å utforske overflaten og atmosfæren til Titan. "Et av hovedmålene våre er å forske på metanelver og innsjøer. Vi vil forstå hva som skjer i deres dyp,”- sa sjeflederen for Dragonfly-oppdraget, Elizabeth Turtle. "Generelt er vår hovedoppgave å belyse det mystiske miljøet til Saturnus -satellitten, rik på organisk og prebiotisk kjemi. Tross alt er Titan i dag et slags planetlaboratorium, hvor det ville være mulig å studere kjemiske reaksjoner som ligner de som kunne ha forårsaket livets opprinnelse på jorden."
Et prosjekt som dette, hvis det vinner konkurransen i 2019, vil være veldig uvanlig og nytt, selv for NASA. Takket være de to funksjonene vil Dragonfly -enheten kunne bevege seg fra sted til sted. Den første er tilstedeværelsen av et atomkraftverk, som vil gi det energi i svært lang tid. Den andre er et sett med flere kraftige propellmotorer som kan løfte et tungt letebil til Titans tette luft. Alt dette gjør Dragonfly litt lik helikoptre eller quadcopters, med det eneste unntaket at atomvåpenhelikopteret er designet for å operere under mye hardere forhold enn på jorden.
Kjernefysisk helikopter Dragonfly på overflaten av Titan, NASA -illustrasjon
Eksperter bemerker at denne dronen vil bli fullt utstyrt med energi produsert av en radioisotop termoelektrisk generator (RTG). Titans ganske tette og tykke atmosfære gjør teknologier for å konvertere solenergi til elektrisk energi ineffektive, og derfor vil atomkraft bli den grunnleggende energikilden for oppdraget. En lignende generator er installert på Curiosity -roveren. I løpet av natten vil en slik generator kunne lade dronens batterier fullstendig, noe som vil hjelpe flyet med å utføre en eller flere flyvninger i løpet av dagen, med en total varighet på opptil en time.
Det er kjent at Dragonfly -verktøysettet er planlagt å inkludere: gammaspektrometre som vil kunne studere sammensetningen av Titans undergrunnslag (denne enheten vil hjelpe forskere med å finne bevis på tilstedeværelsen av et flytende hav under satellittoverflaten); massespektrometre for analyse av den isotopiske sammensetningen av lette elementer (som nitrogen, karbon, svovel og andre); geofysiske og meteorologiske sensorer som måler atmosfæretrykk, temperatur, vindhastighet, seismisk aktivitet; han vil også ha kameraer for å ta bilder. Mobiliteten til "atomhelikopteret" gjør at den raskt kan samle forskjellige prøver og utføre de nødvendige målingene.
På bare en times flytur vil denne enheten kunne dekke en avstand på 10 til 20 kilometer. Det vil si at på bare en flytur vil DragonFly -dronen kunne tilbakelegge en større avstand enn den amerikanske Curiosity -roveren var i stand til å gjøre i løpet av sine fire års opphold på den røde planeten. Og under hele sitt toårige oppdrag vil "atomhelikopteret" kunne utforske et ganske imponerende område på overflaten av Saturn-månen. Takket være tilstedeværelsen av et kraftig kraftverk om bord, vil dataene fra enheten, ifølge Turtle, overføres direkte til jorden.
Hvis prosjektet vinner konkurransen og får endelig godkjenning som en del av New Frontiers Solar System Exploration Program, vil oppdraget starte i midten av 2025. Samtidig kommer DragonFly til Titan først i 2034, hvor den med en gunstig utvikling av hendelser vil fungere på overflaten i flere år.
På vei til den "sovjetiske" kometen - CAESAR -oppdraget
Det andre oppdraget, som for øyeblikket hevder seier i New Frontiers -konkurransen, kan være CAESAR -sonden - det første NASA -romfartøyet som tok prøver av flyktige stoffer og organiske stoffer fra overflaten av en komet og deretter returnerte tilbake til jorden. «Kometer kan kalles de viktigste, men samtidig de minst studerte objektene i solsystemet. Kometer inneholder stoffene som jorden ble "støpt" fra, og de var også hovedleverandørene av organisk materiale til planeten vår. Hva skiller kometer fra andre kjente kropper i solsystemet? Det indre av kometer inneholder fortsatt flyktige stoffer som var tilstede i solsystemet på tidspunktet for fødselen, sier Steve Squires, leder for CAESAR -oppdraget.
Et øyeblikksbilde av Churyumov-Gerasimenko-kometen tatt 19. september 2014 med Rosetta-kameraet
Ifølge lederen for NASAs planetariske avdeling Jim Green, vil dette oppdraget bli sendt til en meget godt studert komet, i nærheten som en annen sonde allerede har besøkt, vi snakker om et europeisk oppdrag som heter Rosetta. Kometen med indeksen 67P kalles "sovjetisk", siden den ble oppdaget av sovjetiske astronomer. Det er en kortperiodekomet med en orbitalperiode på omtrent 6 år og 7 måneder. Kometen Churyumov-Gerasimenko ble oppdaget i Sovjetunionen 23. oktober 1969. Det ble oppdaget av den sovjetiske astronomen Klim Churyumov i Kiev på fotografiske plater av en annen komet - 32P / Komas Sola, som ble tatt av Svetlana Gerasimenko i september samme år på Alma -Ata -observatoriet (det første bildet der den nye kometen var synlig ble tatt 11. september 1969)). Indeks 67P betyr at dette er den 67. korte perioden med åpen komet.
Det ble funnet at Churyumov-Gerasimenko-kometen har en porøs struktur, 75-78% av volumet er ugyldig. På den opplyste siden av kometen varierer temperaturene fra -183 til -143 grader Celsius. Det er ikke noe konstant magnetfelt på kometen. I følge de siste estimatene er massen 10 milliarder tonn (målefeilen er estimert til 10%), rotasjonsperioden er 12 timer 24 minutter. I 2014, ved hjelp av Rosetta -apparatet, kunne forskere finne molekyler av 16 organiske forbindelser på kometen, hvorav fire - aceton, propanal, metylisocyanat og acetamid - ikke tidligere var funnet på kometer.
Ifølge representanter for den amerikanske romfartsorganisasjonen vil valget av CAESAR -oppdraget, som sendes til en godt studert komet, tillate å drepe tre fugler i en smekk - dette gjør oppdraget tryggere, billigere og fremskynder også lanseringen. Ifølge Squires vil installasjonen av en kapsel for innsamling og retur av jord fra en komet til jorden også spille en rolle. Denne kapsel ble tidligere opprettet av det japanske romfartsbyrået for Hayabusa -sonden. “Valget av denne kapsel forklares med det faktum at CAESAR -oppdraget krevde en kapsel som fortsatte å holde flyktige stoffer fra kometen i frossen form gjennom hele flyturen, opp til å berøre jordoverflaten. Kapslen til Hayabusa -sonden har et varmeskjold som forhindrer den i å varme opp til flere hundre grader Celsius, noe som kan skje ved bruk av teknologiene våre,”bemerket den amerikanske forskeren.
Mulig visning av CAESAR -sonden, illustrasjon av NASA
I følge NASAs planer er CAESAR -sonden planlagt utstyrt med en ionmotor. Det vil nå overflaten til Churyumov-Gerasimenko-kometen relativt raskt. Eksempler på saken, som Steve Squires håper, kan være på jorden i 2038.
