Astronautika: misije

Sletanje na Pluton je vrlo teško. U principu to ne bi trebalo da bude tako jer je njegova površinska gravitacija samo 0,063 g, ali postoje dva problema. Prvi je u tome što je za putovanje do planete patuljka u razumnom vremenu potrebno postići jako veliku brzinu – 'New Horizons' je proleteo pored Plutona brzinom od 13,8 km/s (50.000 km/h) – a drugi se ogleda u tome što bi za smanjivanje te brzine trebalo goriva. Mnogo goriva. Svaka šuša danas zna da je težina glavni limitirajući faktor svake vasionske misije. Jedno od rešenja je upotreba efikasnijih pogonskih sistema, kao što su jonski ili plazmeni motori, ali postoji i druga opcija, mnogo originalnija i riskantnija: iskoristiti Plutonovu atmosferu za usporavanje našeg broda.

pl1

Koncept sonde za sletanje na Pluton uz pomoć "baluta", objekta koji je nešto između balloona (balona) i parachuta (padobrana) a služi za kočenje na velikim visinama i pri supersoničnim brzinama.

Ideja možda izgleda suludo, uglavnom zato što je Plutonova atmosfera neverovatno retka: jedva desetak mikrobara na površini. To je samo sto hiljaditi deo pritiska na Zemlji. Ali zahvaljujući slaboj gravitaciji Plutona, atmosfera se prostire na znatno većoj visini, preko 1.500 km. Zato je cilj proizvesti dovoljno trenja koje bi usporilo sondu za značajan procenat.

pl2
Atmosfera Plutona viđena prilikom odlaska "New Horizonsa". Površinski pritisak je samo 10.-milioniti onog na našoj planeti, ali je zato 7 puta viša nego na Zemlji, sa zapreminom oko 350 puta većom od samog Plutona. Ako bi se ostvario predloženi projekat, za sletanje na površinu bi trebalo samo 3,5 kg goriva!

Konvencionalni padobran ne bi bio prikladan zbog niske gustine atmosfere, ali bi mogao da se koristi "balut", tj. balon koji bi zaustavio pad. Najnoviji koncept sonde koja bi mogla da sleti na Pluton prezentovao je GAC ("Global Aerospace Corporation") na nedavnom Nasinom simpozijumu Inovativnih Naprednih Koncepata (NIAC) održanom u Denveru. Sonda, tzv. "entrycraft", koristila bi loptu na naduvavanje prečnika 80 metara (!) koja bi usporila brzinu direktnog ulaska sa 50.000 km/h (14 km/s) na pristojnih 180 km/h. Nakon toga, sonda bi se odvojila od "baluta" i uključila konvencionalne raketne motore koji bi usporili pad i meko spustili brod na ledenu površinu Plutona. Sonda bi takođe ponela dovoljno goriva da izvede nekoliko skokova na površini kako bi istražila različite lokacije na patuljastoj planeti. Zato je misija dobila najprikladnije privremeno ime koje neću da prevodim: "Pluton Hop, Skip and Jump".

pl3
Koncept misije "Pluton Hop, Skip and Jump".

Znam pouzdano da se svim čitaocima ova ideja čini odličnom i podržavaju je, ali verovatno malo ko zna da se o ovome razmišlja još od 2000. godine.

Elem, još odavno svi naučnici se slažu da od klasičnog koncepta planetnog istraživanja Plutona nema ni govora: dolazak do cilja, kočioni manevar i ulazak u orbitu, odakle bi se našlo zgodno mesto za ateriranje lendera i onda njegovo spuštanje. Nema se energije za to. Zato se nametnuo jedan prilaz problemu koji, paradoksalno, ne podrazumeva spuštanje nego direktni pad na planetu. Takvom tehnikom se ne bi dobijali podaci sa površine već iz atmosfere. Ovakvu strategiju je NASA predložila još 1994. godine ("Pluto Fast Flyby"), a podrazumevala je i 6 kg težak sovjetski "spuskajemi zond". Bilo je jasno da ova tehnika nije ono što bi zadovoljilo naučnike, pa se počelo da razmišlja o mekom spuštanju na površinu. U tome je prednjačio Angus McRonald iz JPL-a.

On je predlagao upotrebu baluta, koji su bili deo mnogih prošlih misija na Marsu. Izračunao je da ako bi se na Pluton stiglo brzinom od 15 km/s, baluti bi mogli da snize brzinu na samo 360 km/h, a da bi i tu brzinu umanjio razmišljao je o korišćenju vazdušnih jastuka ili hemijskih retro-motora. McRoland je vršio proračune koristeći model Plutonove atmosfere koji su napravili sovjetski naučnici, koji su predvideli površinski pritisak od samo 3 milibara – danas znamo da je triput gušća.

Danas je naša slika drugačija – tadašnja JPL-ova studija je predviđala terminalnu brzinu od 360 km/h umesto 180 km/h, tj. duplo veću. Razlog za to je što se tada smatralo da je Plutonova atmosfera manje gustine. Zanimljivo je da GAC predlog nigde ne pominje ovu studiju od pre 17 godina. Balute na naduvavanje u novom projektu proizvešće kompanija "ILC_Dover" iz Delavera, koja je pravila skafandere za Nasu još od šezdesetih, ili vazdušne jastuke za Marsove rovere "Spirit" i "Opportunity".

pl4
McRonaldovi predlozi sonde za sletanje na Pluton (gore) i orbitera (dole) sa "balutom" iz 2000. godine.

pl5
Još jedan McRonaldov koncept sa efikasnijim "balutom" (ali komplikovanijim za otvaranje) u obliku diska.

GAC predlaže lansiranje prototipa sonde sa cube-satelitima u sledećih nekoliko godina sa ciljem usavršavanja tehnologije. Nema sumnje da je ovaj koncept vrlo rizičan, ali je upravo to jedna od retkih ideja koja predlaže kako poslati na Pluton sondu razumne težine.

pl6

Lepo se vide pravenovi magle u retkoj ali evidentnoj Plutonovoj atmosferi.

Reference:

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži