Poseta sonde 'New Horizons' Plutonu i njegovom sistemu 2015. otvorila nam je apetite. Daleko od toga da se radi o hladnoj steni na rubu Sunčevog sistema; pokazalo se da je Pluton aktivan i fascinantan svet s ogromnom geološkom raznolikošću. Kada ćemo se vratiti? Naučna zajednica se slaže da je neophodno detaljnije proučavanje Plutona, ali nije saglasna u kojoj bi meri to trebao da bude prioritet. Napokon, postoji mnogo objekata Kajperovog pojasa (KBO) koje bi takođe vredilo posetiti. Problem je u tome što bi misija za detaljno istraživanje Plutona morala da bude orbiter koji bi proveo godine u orbiti oko patuljaste planete, za razliku od misije 'New Horizons', koja je izvela 'običan' fly-by. Dakle, znači li to da buduća Plutonova sonda neće moći da proučava i druge objekte? Ne tako brzo. Pre nekoliko godina, naučni tim 'New Horizonsa' je pokazao da postoje trajektorije niske energije koje bi omogućile sondi da napusti Plutonov sistem nakon što bi kružio oko njega, otvarajući vrata misiji koja bi istovremeno istražila Plutonov sistem i druge KBO-e.
Dizajn sonde 'Persephona'. Ističe se pet RTG generatora.
Ko o čemu, ja o 'Voyagerima' i o Plutonu. Možda je nešto psihološki a možda je to stvarno neka manifestacija ljubavi...
Elem, prošle godine tim 'New Horizonsa' je predstavio javnosti svoj predlog misije na Pluton, koju otada polako dorađuju. I, iako je to još uvek relativno zelen predlog, on se već transformiše u ozbiljan projekat. Za početak, misija je dobila ime: 'Persephone'[1]. Ne zvuči loše, premda je to pomalo očigledno ime i, zapravo, u prošlosti je bilo i drugih predloga za brodove do Plutona pod tim imenom. Bilo kako bilo, 'Persefonin' cilj je detaljno proučavanje Plutonovog sistema, s naglaskom na patuljastu planetu. Točnije, mora da odgovori na glavno pitanje koje nam je ostavila poseta 'New Horizonsa': da li je Pluton okeanski svet? Odnosno, postoji li okean tečne vode ispod njegove ledene kore? Pored proučavanja unutarnje strukture Plutona, 'Persephona' bi istražila procese interakcije između Plutonove tanke atmosfere i solarnog vetra kako bi rekonstruisala istoriju ovog tela.
Pluton i Haron.
Model unutrašnjosti Plutona.
Poput 'New Horizonsa', 'Persephone' je predlog teksaškog Southwest Research Instituta (SwRI). U svojoj trenutnoj konfiguraciji to je velika sonda, sa lansirnom težinom od 2621 kg. Da bi dovršio svoju misiju, nosio bi ni više ni manje nego 5 novih radioizotopskih generatora (RTG). Većina električne energije koju budu generisaju svi ti RTG-ovi – do 1925 vati – otišla bi u krstarećoj fazi za pogon električnog pogonskog sistema pomoću ksenonskih motora XR-5 koći će da koriste Hallov efekat. Ovi motori neće služiti toliko za smanjenje vremena leta koliko za izvođenje orbitalnog ulaska oko Plutona i proučavanje drugih tela.
Poređenje između 'Persephone' i 'New Horizonsa'.
Ako bude odobrena, 'Persephone' će morati da bude lansirana pre 2032. godine kako bi iskoristila povoljan položaj i Jupiterovu gravitaciju. Inače, vreme leta bi se produžilo za oko decenije. A nije da će trebati kratko vreme. Uprkos Jupiterovoj pomoći i korištenju NASA-ine divovske rakete 'SLS Block 2' s gornjim stepenom 'Centaur', sondi bi trebalo 27,3 godine da dosegne do Plutona (!!). Zapravo, 'Persephona' bi poletela 2031. i izvela gravitacioni manevar sa Jupiterom sledeće godine. 2049. bi preletela pored jednog od objekata u Kajperovom pojasu, a 2058. bi konačno stigla do orbite Plutona. Ovo ogromno vreme leta, s jedne strane, posledica je ogromne mase kosmičke letilice, ali, s druge strane, potrebe da se do Plutona stigne brzinom manjom od 8 km/s, što je temeljni uslov da se uđe u orbiti. U stvarnosti, sonda bi mogla doći do Plutona 2057. godine, ali fly-by KBO-a odgodiće dolazak za godinu dana, što je naučno više nego prihvatljiv kompromis. Ako ne bude lansirana pre 2032. godine kako bi se izvršio prolet pored Jupitera, 'Persephoni' bi moglo trebati oko četrdeset godina da postigne svoj cilj (!!!).
Vreme leta do Plutona u vezi sa lansirnim prozorima. Vreme je u tesnoj vezi sa Jupiterom.
Trajektorija 'Persephone'.
Kada se ( i ako se) jednog dana nađe u orbiti, 'Persephone' će početi da proučava Plutonov sistem u trajanji otprilike 3,1 godinu koristeći jedanaest instrumenata, koji će se svi bazirati na onima koji se (već) koriste u drugim kosmičkim misijama. Interesantno je da će Pluton i njegovi meseci biti u sezoni koja je vrlo slična onoj koju je zatekao 'New Horizons', pa će ista područja zateći u trajnoj senci i u lokalnoj zimi (međutim, ostatak površine bi mogao da vidi u visokoj rezoluciji, za razliku od 'New Horizonsa' koji je mogao da fotografiše samo jednu hemisferu u visokoj rezoluciji). Da bi video zimske zone Plutona i Harona, 'Persephone' će nositi kameru sličnu onoj buduće sonde 'Europa Clipper', sposobnu za dobivanje slika pri vrlo slabom osvetljenju. Iskoristivši svetlost koju odbija Haron u slučaju Plutona i obrnuto, čitava površina Plutona i Harona će moći da bude kartografisana u rezoluciji između 40 i 60 metara po pikselu (neka područja i puno bolje). Za poređenje, 'New Horizons' je postizao maksimalnu rezoluciju od 80-100 metara na vrlo malom delu površine.
Pokrivenost visokom rezolucijom 'Persephoneine' NAC kamere: lokalna zima izostaviće samo trajnu noćnu zonu (NASA / SwRI).
Korišćenjem WAC kamere može se dobiti karta područja u senci, mada u nižoj rezoluciji (NASA / SwRI).
Orbitalna turneja bi bila kombinacija tradicionalnih putanja s drugim putanjama niske energije koristeći Lagranžove tačke ravnoteže Plutonovog sistema. U svakom slučaju, Haronova gravitacija bi bila presudna za manevrisanje sondom kroz sistem. Po završetku svoje misije, 'Persephone' će napustiti Pluton 2061. godine kako bi posetila još jedan veći KBO ('New Horizons' je posetio Arrokoth, relativno mali KBO). Objekat koji će biti odabran zavisiće od sačuvane količine ksenona koju brod nosi. Trenutno se pretpostavlja količina od oko 250 kg za ovu fazu misije, koja bi omogućila posetu objektu 2013 JR65, od 125 kilometara, 2074. ili 2078. – u ovom trenutku je bolje ne razmišljati o datumu, jer niko ko ovo čita tada neće biti živ – ili objektu 2007 JH43, masivnom KBO od 600 kilometara, 2081.
Instrumenti 'Persephone'.
Predračunski trošak ove misije koja obećava da će trajati veći dio XXI stoleća bio bi oko tri milijarde dolara, odnosno govorimo o misiji 'Flagship' tipa, najskupljoj u NASA-i. Očito je da bi se takva misija mogla odobriti samo ako se naučna zajednica u sledećem izveštaju Decadal Survey izjasni da je prioritetna, nešto malo verovatno u poređenju s drugim ciljevima kao što su Venera, Uran, Neptun, Encelad ili Titan. No bez obzira na prioritet misije, ono što je bolno očito jeste da su nam potrebni bolji pogonski sistemi ako želimo da tokom svog života ponovno vidimo sonde dalje od Plutona.
[1] Ćerka Zevsa i Demetre i žena boga podzemnog sveta Hada (Pluton). Tamo je imala isti položaj kao Hera na Olimpu. Bila je neumoljiva i nemilosrdna kao i sam Had i imala je vlast nad dušama mrtvih. U rimskoj mitologiji je bila poznata pod imenom Prosperina.
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
