Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

NASA ønsker at sende en lavprismission for at udforske Neptunes måne Triton

Salgsplakat for den 50. Lunar and Planetary Science Conference. Kredit:LPI/LPSC

I de kommende år, NASA har nogle dristige planer om at bygge videre på succesen med New Horizons-missionen. Ikke alene skrev dette rumfartøj historie ved at gennemføre den første forbiflyvning af Pluto nogensinde i 2015, det har siden fulgt op på det ved at lave det første møde i historien med et Kuiperbælteobjekt (KBO) – 2014 MU69 (alias Ultima Thule).

I betragtning af det væld af data og fantastiske billeder, der er resultatet af disse begivenheder (som NASA-forskere stadig behandler), andre lignende ambitiøse missioner for at udforske det ydre solsystem overvejes. For eksempel, der er forslaget til Trident-rumfartøjet, en Discovery-klasse mission, der ville afsløre ting om Neptuns største måne, Triton.

Disse resultater blev præsenteret på den 50. Lunar and Planetary Science Conference 2019, som fandt sted fra den 19. til den 22. marts i The Woodlands, Texas. Denne årlige konference giver planetariske videnskabsspecialister fra hele verden mulighed for at komme sammen for at dele missionsforslag og de seneste resultater fra deres respektive forskningsområder.

Det var her, Karl L. Mitchell og hans kolleger fra NASA's Jet Propulsion Laboratory og Lunar and Planetary Institute (LPI) præsenterede deres forslag til en omkostningseffektiv flyby-mission af Triton. Idéen kræver et rumfartøj drevet af et Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG) batteri, der ville passe ind under Discovery-programmets omkostningsgab.

Som de skriver i deres papir, denne mission ville være en omkostningseffektiv måde at bygge videre på succeserne med New Horizons-missionen:

"New Horizons har effektivt demonstreret den videnskabelige værdi af hurtige forbiflyvninger i det ydre solsystem. Tridents møde med Triton vil være tilsvarende hurtigt, ved hjælp af fjernmålingsinstrumenter med store åbninger og sensorer med høj vinkelopløsning, der betjener millioner til titusindvis af kilometer før den nærmeste tilgang. Data indsamles over flere dage omkring mødet, og vendte tilbage i løbet af et år."

Denne mission ville starte i 2026 for at drage fordel af en sjælden justering af planeterne, hvilket ville give mulighed for en effektiv tyngdekraftsassistance med Jupiter og en forbiflyvning af Triton på et passende tidspunkt i dens kredsløb. Timingen ville også være gunstig, fordi den ville give missionen mulighed for at se sæsonbestemte ændringer, der i øjeblikket finder sted på Neptuns største måne.

Disse ændringer er et resultat af Tritons skrå bane omkring Neptun (~23°, i forhold til ækvator), hvilket får den ene halvkugle til at opleve sommer, mens den anden oplever vinter. Når en halvkugle oplever sommer, det frosne nitrogen, metan, og kulilte på Tritons overflade sublimerer til gas, som fortykker atmosfæren.

Når årstiderne skifter, hvilket sker hvert 40. år, denne gas fryser derefter og falder ned for at danne is på overfladen igen. Den sidste mission at besøge Triton var rumfartøjet Voyager 2, som gennemførte en forbiflyvning af månen i 1989, da planeten oplevede forår. Da astronomer observerede månen i 2010 ved hjælp af Very Large Telescope (VLT), de bemærkede, at atmosfæren blev tykkere.

Dette var i overensstemmelse med årstidernes skiften på Triton, som havde passeret sommersolhverv i 2000 og derefter begyndte at køle af. I 2026, den sydlige halvkugle vil opleve vinter, hvilket betyder, at Trident-missionen vil være i stand til at få et mere komplet billede af årstidens ændringer på månen. Ud over, Trident-missionen vil være i stand til at overvære Tritons faneaktivitet og studere den nærmere.

Disse faner er resultatet af, at Triton er geologisk aktiv (i modsætning til de fleste måner i solsystemet). Dette resulterer i kryovulkanisme, hvor flydende ammoniak og nitrogengas sprænger gennem overfladen og sender materiale til højder på op til 8 km (5 mi). At undersøge disse faner vil afsløre ting om Tritons underjordiske miljø, som menes at rumme et indre hav.

Ligesom Europa, Ganymedes, Enceladus, Titan, Ceres og andre legemer i solsystemet, dette hav menes at være resultatet af geotermisk opvarmning ved grænsen mellem kerne og kappe. Kombineret med tilstedeværelsen af ​​organiske molekyler, tilstedeværelsen af ​​flydende vand og energi kan også betyde, at Triton er i stand til at understøtte liv.

I denne henseende, en mission til Triton ville være i overensstemmelse med målene fastsat af NASA Roadmaps to Ocean Worlds (ROW)-gruppen, som overvåges af agenturets Outer Planets Assessment Group (OPAG). Det samme gælder for 2013 Planetary Decadal Survey, som prioriterede udforskningen af ​​havverdener i vores solsystem i håbet om at finde beviser for liv.

Sidst, men ikke mindst, en mission til Triton ville også hjælpe med at løse igangværende spørgsmål om oprindelsen af ​​denne mystiske måne. I øjeblikket, den mest accepterede teori er, at Triton faktisk var en mindre planet, der blev smidt ud af Kuiperbæltet og fanget af Neptun. Nylige undersøgelser har også vist, at dens ankomst sandsynligvis ødelagde Neptuns eksisterende måner, hvis affald tilsammen dannede det, vi ser der i dag.

Klart, en af ​​New Horizons-missionens største bedrifter er, at den har fået fornyet interesse for udforskningen af ​​det ydre solsystem. Efter at de historiske Voyager-missioner passerede ud over Neptuns kredsløb, der var lidt af en pause, da forskningen blev mere fokuseret på missioner til lavt kredsløb om jorden (LEO) og Jordens umiddelbare naboer.

Men ved at rette opmærksomheden mod det ydre solsystem med en række planlagte missioner for det næste årti, vi står til at lære mere om dannelsen og udviklingen af ​​solsystemet. Med lidt held, vi kan endda finde afslørende indikatorer for udenjordisk liv, som vil være den største enkeltopdagelse i rumforskningens historie.