Pre 2015. mnogi su očekivali da će Pluton biti 'dosadan', mali zaleđeni svet bez ikakvih spomena vrednih geoloških aktivnosti. Ali kada je 14. jula te godine Nasin robot 'New Horizons' nadleo planetu patuljka, iznenađenje je bilo golemo: ogromni azotni glečeri, planine vodenog leda, kriovulkani, planinski lanci sa vrhovima pokrivenim metanskim snegom, organska jedinjenja na površini, nekoliko slojeva magle koja pluta atmosferom, pa čak mogući globalni podzemni okean. Ukratko, složen i fascinantan svet. Ali sve što smo saznali o Plutonu bilo je zahvaljujući kratkom preletu od nekoliko sati, za koje smo uspeli da pregledamo svega 40% površine u relativno visokoj rezoluciji. Sigurno da ova patuljasta planeta još uvek krije mnogo misterija ali džaba, jer se tamo nećemo vratiti makar još nekoliko decenija. Ili možda hoćemo?
Sonda u Plutonovoj orbiti preleće iznad Harona. Uočava se ksenonski trag njegovih jonskih motora.
Zdrav razum i mišljenje većine stručnjaka u naučnoj zajednici sugerišu da bismo nakon Plutona morali da proučimo još jednu planetu patuljka Kajperovog pojasa – ako ništa, barem Tritona – kako bismo usporedili njihove karakteristike i tako saznali u kojoj meri je Pluton jedinstven. Ali Plutonova složenost je srušila ovu paradigmu. Od sredine 2017. pa do sredine ove godine, naučni tim SwRI (Southwest Research Institute) sonde 'New Horizons' kojim je rukovodio slavni dr Alan Štern, izradio je studiju kako bi analizirao izvodljivost slanja jednog orbitera ka Plutonu. Odnosno, brod koji se ne bi ograničio na proletanje pri punoj brzini, već bi godinama proučavao patuljastu planetu ispod sebe.
Osvetljena atmosfera Plutona. Svi su bili zapanjeni!. Slikano prilikom odlaska (NASA / JHUAPL / SwRI).
Bilo je dosad nekoliko predloga za Plutonov orbiter[1], ali glavno dostignuće studije Šterna i njegovih saradnika je bilo u tome što su dokazali da bi budući orbiter mogao da koristi Haron, najveći satelit Plutona, za izvođenje gravitacijskih manevara radi detaljnog proučavanja patuljaste planete i ostalih njenih satelita. Osim toga, Haron će omogućiti orbiteru da napusti Plutonovo gravitaciono polje kako bi nastavio dalje i istražio neku drugu patuljastu planetu i nekoliko manjih objekata Kajperovog pojasa sličnih Ultima Tuli[2]. Recimo, isto kao što je to učinila i sonda 'Dawn', ali u Kajperovom pojasu, umesto asteroidnom. Budući da će biti u stanju da prouči još jednu patuljastu planetu, predlog Šternovog orbitara više neće biti u sukobu s prioritetnim interesima naučne zajednice.
Sputnik Planitia, najveći glečer u Sunčevom sistemu, sastavljen od azotnog leda i ugljen-monoksida (NASA / JHUAPL / SwRI).
Orbitar bi imao masu od 2340 kg, odnosno gotovo pet puta više od NH (većina težine bi činilo gorivo). Da bi razotkrio tajne Plutona, brod bi nosio nove instrumente, poput radara koji će proučavati podzemlje Plutona - kako bi se saznala dubina glečera i da li po njima plutaju neke planine vodenog leda – magnetometar za pojašnjenje - uz radar – da li postoji ili ne podzemni okean, i LIDAR za pravljenje trodimenzionalne karte čitavog Plutona, uključujući regiju koja će biti u senci zbog zime u vreme kada pristizanja broda. Još jedna novost je da će se koristiti veća glavna antena i odašiljač deset puta snažniji od onog na 'New Horizonsu' (ima snagu od samo 30 W). Da bi smanjili troškove, 'New Horizons' je koristio relativno malu antenu (ø2,1 m), pa je zato prenos podataka o preletu trajao preko godinu dana. Ova tehnika je užasno rešenje za orbiter, ali je uprkos svemu dobra strategija, pa je nađeno kompromisno rešenje da sonda kontaktira Zemlju samo jednom mesečno ili na pola meseca. Pored toga, nosio bi žiroskope za kontrolu orijentacije sonde, što bi značajno smanjilo potrošnju goriva[3]. Uzgred, promene u frekvenciji radio signala lako će moći da budu korišćene za proučavanje Plututovog gravitacionog polja, a samim tim i njegove unutarnje strukture.
Moguća arhitektura misije sonde u Plutonovom sistemu s trajektorijom bega koju bi podržao manevar gravitacione asistencije Harona (SwRI).
Ukoliko se odobri, misija će biti lansirana 2028. pomoću buduće Nasine džinovske rakete 'SLS' i izvešće gravitacioni manevar s Jupiterom u oktobru 2030. Taj će manevar biti sličan onome koji je izvršio 'New Horizons' (kao i recimo 'Voyageri') i ubrzaće sondu, i shodno tome, znatno smanjiti vreme leta. Ipak, seti se da govorimo o orbiteru, tako da brod ne sme da leti prebrzo, jer u suprotnom neće imati dovoljno goriva za kočenje kako bi ušao u orbitu oko Plutona. Zbog toga će sonda nositi električni pogonski sistem s jonskim motorima baziranim na onima sa sonde 'Dawn'. Na ovaj će način usporavanje (za)početi godinama pre dolaska i na taj način će se smanjiti težina hipergoličnih komponenti goriva neophodnih za impuls definitivnog ulaska u orbitu. U slučaju Šternovog predloga, sonda će početi kočenje 2046. godine, a manevar će završiti 2059. godine (!!). Kako to znači da (sam ja bio u pravu!) je velika verovatnoća da mnogi koji ovo čitaju neće biti ovde da to gledaju, Štern i njegov tim ostavljaju otvorena vrata za korišćenje nuklearnog reaktora – poput 'Kilopowera'[4]- umesto 'klasičnih' radioizotopskih generatora (RTG), što bi moglo da malo skrati vreme. Nakon dve godine proučavanja Plutonovog sistema, sonda bi iskoristila Haronovu gravitaciju kako bi nastavila dalje prema drugim ciljevima Kajperovog pojasa i tako dovršila svoju misiju od nekoliko decenija.
Primer misije koji bi, nakon orbite oko Plutona, preletela iznad ostalih tela Kajperovog pojasa pre ulaska u orbitu oko 2002 MS4 (SwRI).
Ovaj Šternov predlog je fascinantan, ali on još uvek ima nekoliko segmenata koje će biti potrebno detaljno razraditi, poput uporabe jonskih motora koje bi pokretao RTG ili nuklearni reaktor, komunikacija ili putanje nakon proučavanja Plutonovog sistema. Iz tog razloga, NASA se složila da dodatno finansira dodatnu studiju SWRI-ja kako bi saznala u kojoj je mjeri takva misija izvodljiva. Iz ove nove studije, naučna zajednica mora da odluči hoće li uključiti Pluton u '2020 Decadal Survay', 'bibliju' koja će prikupiti prioritete u istraživanju Sunčevog sistema u sledećoj deceniji.
[1] Ovo mi je jedna od omiljenih tema. Ako deliš to mišljenje, pročitaj ovo i ovo, mada na našem sajtu ima još mnoogo toga na tu temu.
[2] Uzgred da kažem da je to bilo njeno neslužbeno ime. Nedavno je to sređeno i sad se na radost svihnas zove Arrokoth, što na jeziku plemena američkih indijanaca Algonkin znači (valjda) 'nebo'.
[3] Ni konstruktori NH nisu bili glupi što su u tu svrhu koristili trastere, ali su na osnovu iskustva znali da zamajci žiroskopa uvek na duži period prave probleme i kvare se. Primera je bezbroj...
[4] O ovom genijalnom reaktoru sam pisao pre par godina.
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
