Astronautika: misije

U februaru ove godine, NASA je odabrala četiri finalne misije za narednu misiju 'Discovery'[1], najjeftinijeg tipa u američkoj agenciji. Jedna ili dve od njih će napokon biti izabrana za napredak[2] početkom sledeće godine, ali timovi iz svake misije pojačavaju svoje lobiranje u javnosti, s namerom da postanu prepoznatljiviji u medijima. Dve od četiri misije su usmerene na vanjske planete, nešto što je retko u misijama tipa 'Discovery', a jedna od njih namerava da ni manje ni više nego da otputuje do Neptuna. Pričamo o 'Tridentu', sondi koja želi da bude prva koja je stigla do Neptuna nakon što ga je 'Voyager 2' posetio 1989. 'Trident' želi da se fokusira konkretno na Triton, najveći Neptunov satelit. Triton je objekat prečnika 2707 km – naš Mesec ima 3474 km – i predstavlja uhvaćeni objekat Kajperovog pojasa. 'Voyager 2' je otkrio složen svet sa slabom azotnom atmosferom i aktivnom površinom na kojoj se isticala polarna kapa na južnoj polutki, kao i azotnim oblacima i gejzirima. Susret 'New Horizona' s Plutonom 2014. ponovo je probudio zanimanje za Triton. Oba su tela Kajperovog pojasa i oba imaju složenu površinu. Međutim, oni nisu isti. Iz tog razloga, istraživanje Tritona omogućava nam da bolje razumemo evoluciju Kajperovog pojasa i, na kraju, nastanak Sunčevog sistema.

1
Snimak Tritona našeg stalnog dopisnika iz tamošnje enklave.

No, Triton je jako daleko a Nasini planovi da pošalje sondu ka ledenim divovima nisu materijalizovani, te moramo da pričekamo nekoliko decenija prije nego što ugledamo misiju poput 'Cassinija' oko Urana ili Neptuna[3]'Trident' je zamišljen kao privremena i jeftina prečica ka proučavanju Neptunovog sistema, iako će se usredsrediti samo na Triton. Međutim, slanje jeftine sonde ka tako udaljenom cilju mora biti dobro naučno opravdano, posebno u poređenju s drugim odredištima Sunčevog sistema u kojima bi sonda tipa 'Discovery'mogla da izvrši mnoga otkrića za kraće vreme i bez tolikog rizika. U slučaju Tritona, naučni interes se vrti oko mogućeg postojanja podzemnog okeana. A to da bi Triton mogao da bude 'okeanski svet' poput Evrope, Ganimeda, Kalista, Titana ili Enkelada, tj. telo s vodenim plaštom ispod ledene kore, naučna zajednica smatra za veliki naučni interes. Ustvari, Pluton bi takođe mogao da bude još jedan okeanski svet, tako da bi se Tritonovo istraživanje moglo ekstrapolirati na ostale transneptunske objekte.

2
Tritonova zagonetka.

Projekt 'Trident' (na našem 'Trozubac') rođen je 2014. godine kao složenija i teža sonda – 3,1 tona – pod akronimom TRIDENT (Taking Remote and In-situ Data to Explore Neptune and Triton) sa ciljem ulaska u orbitu Neptuna 2042. Ova misija nije imala šanse da uđe u Nasin program slanja složene sonde na Uran i Neptun do kraja četvrte dekade našeg veka, pa je 2017. potpuno reciklirana da bi postala jeftini predlog pod rukovodstvom Louisa Procktera, glavnog istraživača misije i direktora LPI (Lunar and Planetary Institute). 'Trident' je sada bio manja sonda od 1,1 tona koja bi nosila 135 kg hidrazina[4]. To će biti flyby misija, odnosno neće ulaziti u orbitu oko Neptuna ili Tritona, već će prileteti pored kao 'Voyager 2'. Ako bude odobren, 'Trident'će biti lansiran u oktobru 2025. – ili u oktobru 2026. ako ne bude moguće – i napraviće tri preleta pored Zemlje, jedan pored Venere i sledeći pored Jupitera (2032.). Ova putanja, EVEEJN, omogućiće 'Tridentu' da prođe pored Neptuna i Tritona 2038, gotovo deceniju pre nego što bi složena sonda tipa 'Cassini' (sa malom atmo-subsondom) stigla do sistema. Lansirni prozor 2025.-2026. je od esencijalne važnosti jer omogućio sondi putanju sa najmanjom potrošnjom goriva (imaj na umu da su prozori za lansiranje ka Jupiteru otvoreni samo otprilike jednom na 13 godina). Izvor struje bi bio MMRTG generator (Multi-Mission Radioizotope Thermoelectric Generator) baziran na plutonijumu-238, jedan od najskupljih elemenata misije – oko 70 miliona dolara – i koji trenutno ograničava izbor lansirne rakete na 'Atlas V 401' ili budući 'Vulkan' kompanije ULA ('Atlas V' je trenutno jedina raketa u službi koja ima Nasin sertifikat za lansiranje RTG-a).

3
Početna konstrukcija TRIDENT-a je bila mnogo skuplja i teža.

4
Trenutni dizajn 'Tridenta' sa 6 naučnih instrumenata.

Susret sa samim Tritonom biće samo u prolazu, ali razdoblje naučnih promatranja iznosiće trinaest dana. 'Voyager 2' je uspeo da fotografiše samo 40% Tritonove površine, tako da je jedan od prioriteta 'Tridenata' prikaz slike ostatka površine, iako će istovremeno moći da snimi i neka područja koja je slikao 'Voyager 2' 1989. i proveri da li je došlo do promena. Osim toga, pokušaće da uhvati detalje noćne hemisfere koristeći svetlost koju reflektuje Neptun. Drugi prioritet je provera ima li ovaj satelit doista podzemni okean. Da bi to učinio, 'Trident' će iskoristiti učinak ovog okeana na lokalno magnetno polje, nastao interakcijom između magnetosfere Neptuna i slane vode okeana (nešto što je već učinjeno sa satelitima Jupitera i Saturna). Taj učinak nikada ranije nije meren tokom samo jednog flybya a, uz to, jonosfera Tritona će komplikovati merenja, iako to neće predstavljati nepremostivu prepreku. Istraživači veruju da bi Tritonski okean mogao biti debeo 230 km, plus ili minus sto kilometara. Zapravo, Triton ima veću verovatnoću da poseduje unutarnji okean nego drugi objekti u Kajperovom pojasu zahvaljujući plimnom zagrijavanju proizvedenom zbog njegovog anomalnog orbitnog nagiba od 23° (osim toga, reč je o retrogradnoj orbiti, kao što je logično ako uzmemo u obzir da je reč o zarobljenom objektu). Upravo to plimno zagrevanje je jedan od razloga zašto se Triton relativno razlikuje od Plutona.

5
Putanja 'Tridenta'.

6
Geometrija flybya 2038.

Da bi sproveo ova merenja, 'Trident' će morati da proći vrlo blizu Tritona: na samo 500 km. To će takođe omogućiti detaljnu analizu azotne atmosfere. Za usporedbu, 'New Horizons', puno lakša sonda (< 500 kg), prešao je na gotovo 13 hiljada kilometara od Plutona. Ova razlika je moguća jer mnogo bolja poznajemo Tritonova orbita od tadašnje Plutonove, a znamo da oko Tritona nema satelita ili prstenova koji bi predstavljali opasnost za sondu. 'Trident' će nositi 6 naučnih instrumenata: kameru NAC (uskougaona kamera) visoke rezolucije, manje od 200 metara, širokougaonu kameru WAC, sa rezolucijom ≤ 1500 kilometara, magnetometrom za otkrivanje podzemnog okeana, plazmenim spektrometrom za proučavanje atmosfere, infracrvenim spektrometrom (5 mikrona) za proučavanje sastava površine (sa rezolucijom od 2 do 100 kilometara) i radijski instrument koji će pomoću sondinih antena proučavati Tritonovu unutarnju strukturu (NAC kamera i infracrveni spektrometar će zapravo biti povezani u jedan instrument).

7
Instrumenti sonde prema sadašnjem dizajnu.

8
Ovako je 'Voyager 2' snimio Tritona 1989. Stvarno liči na Pluton...

'Trident' će predstavljati izazov da pokaže kako se misije tipa 'Discovery' – sa maksimalnim budžetom od $500 miliona – mogu izvesti i na najudaljenijim planetama Sunčevog sistema. Misiji će biti teško da napreduje, pogotovo ako se uzme u obzir da su dve suparničke misije namenjene proučavanju Venere, što je cilj višeg prioriteta, bliži i lakši za istraživanje od Tritona. No, s druge strane, misije 'Discovery' ne biraju se samo na temelju pretpostavljenog interesa cilja, već na osnovu naučnih i budžetskih koristi svakog predloga. I nakon svega, NASA je 2017. izabrala sondu 'Lucy' za misiju 'Discovery', sondu koja će ući u Jupiterovu orbitu.

9
Trident
 (James Tuttle Keane / @jtuttlekeane).

Reference:

  • https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2020-112
  • https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2019/pdf/3200.pdf
  • https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2020/pdf/2886.pdf
  • https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2019/pdf/3188.pdf

 

[1] To su DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging Plus), VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy), IVO (Io Volcano Observer) i 'Trident'Koga interesuje tema, neka pogleda i ovo.

[2] Ko kao Neđo nije ukapirao, da pojasnim: NASA je razvoj svake sonde podelila u više faza, a uspešna evaluacija svake znači još $ za ulazak u sledeću fazu. Takvo stresno ocenjivanje traje nekada godinama, i svi strašno lobiraju gde mogu i ne mogu ne bi li nekako preživeli do sledeće faze. Zato je važno ko ti je u timu i ko se zalaže za tvoj projekat. Najisplativije je pridobiti nekog guvernera ili senatora... Pitam se kako pridobiti američkog senatora za projekat koji će na kraju da košta pola milijarde? Setio sam se! Vodiš ga na Ibarsku magistralu ćevape i pivo! Ne? Onda nemam ideju...

[3] Zimus sam pisao o tome: 'Uran ili Neptun?

[4] Monstrum planetna sonda 'Cassini' je nosila 3 tone bipropelantnog goriva (MMH+NTO) za svoj glavni motor, ali i 132 kg čistog hidrazina za 16 trastera za kontrolu položaja i manevrisanje. Količina tog hidrazina je bila ključna za produžavanje misije za još 7 godina, jer je početkom 2011. (sonda je lansirana 1997. a do Saturna je stigla 2004.) pažljivim planiranjem manevara (oslanjanjem 99% na reakcione točkove) u rezervoaru preostalo još 48% goriva.

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:


Komentari  

ddragovic
0 #2 ddragovic 23-06-2020 18:04
Razumem tvoje pitanje ali to ne može da se odgovori u 2-3 reda. Projekti prolaze kroz faze koje plaća NASA, DARPA, Pentagon, CIA, Mornarica itd. Niko ne radi za klikere već uzimaju dobre pare. Ono što njih ubije to je što neki projekti ostanu da vise posle nakoliko godina rada ali oni su bili plaćeni za to i možda ih muči što se posao ne produžava na duže. Mnogi timovi su napravljeni od članova koji rade na više projekata, naročito specijalisti za trajektorije, softvere i sl.
Ako voliš da se zanimaš izvoli na net i pretražuj. To je u suštini dosadna i relativno jednostavna ali obimna matematika, koju rade računari prema unešenim podacima. Tu nema ništa što bi tebi bilo zanimljivo. Trajektorija leta nije jedna već ih ima na stotine i stotine i sve se analiiziraju i prate, pogotovu za jonske sonde.
Neđo
0 #1 Neđo 23-06-2020 10:11
Hahahaha, dobro, onda se nismo razumjeli. Mene je interesovala sudbina neizabranih projekata. Recimo, šta se desi sa devet od deset kandidata koji ne odvedu kongresmena na cevape i mijesano meso? :)

Godine rada na projektima, ozbiljnih i sposobnih ljudi, zavrse u nekoj arhivi, magacinu i to je to? Zvuci malo deprimirajuce ali ocigledno je to realnost.

Kazes da se prozor za Jupiter otvara jednom u 13 godina...da nema slucajno nedje u bespucima interneta neki proracun tih putanja, cisto da se malo zanimam (godina polaska --> godina dolaska)?

Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži