Team gør gennembrud ved at studere Pluto orbiter-mission

Et team fra Southwest Research Institute, der bruger interne forskningsmidler, har gjort adskillige opdagelser, der udvider rækkevidden og værdien af ​​en fremtidig Pluto orbiter-mission. Gennembruddene definerer en brændstofbesparende orbital-tur og demonstrerer, at en orbiter kan fortsætte efterforskningen i Kuiperbæltet efter at have undersøgt Pluto. Disse og andre resultater fra undersøgelsen vil blive rapporteret i denne uge på en workshop om fremtidig Pluto og Kuiper Bælt udforskning på American Astronomical Society's Division for Planetary Sciences møde i Knoxville, Tennessee.

Associeret vicepræsident og planetforsker Dr. Alan Stern leder SwRI-undersøgelsen. Holdet opdagede først, hvordan adskillige centrale videnskabelige mål kan nås ved hjælp af tyngdekraftsassistance fra Plutos gigantiske satellit, Charon, frem for drivmiddel, lader orbiteren ændre sin bane gentagne gange for at undersøge forskellige aspekter af Pluto, dens atmosfære, dens fem måner, og dens solvindinteraktioner i op til flere år. Den anden præstation viser, at efter at have fuldført sine videnskabelige mål på Pluto, orbiteren kan derefter bruge Charons tyngdekraft til at undslippe systemet uden at bruge brændstof, at slynge rumfartøjet ind i Kuiperbæltet for at bruge det samme elektriske fremdriftssystem, som det brugte til at komme ind i Pluto-kredsløbet for derefter at udforske andre dværgplaneter og mindre Kuiperbæltskroppe.

"Dette er banebrydende, sagde Stern. NASA og det planetariske videnskabssamfund mente, at det næste skridt i Kuiperbæltets udforskning ville være at vælge mellem at 'gå dybt' i studiet af Pluto og dens måner eller 'gå bredt' ved at undersøge mindre Kuiperbæltsobjekter og en anden dværgplanet til sammenligning med Pluto . Det planetariske videnskabssamfund diskuterede, hvad der var det rigtige næste skridt. Vores undersøgelser viser, at du kan gøre begge dele i en enkelt mission:det er en game changer."

Holdet omfatter også rumfartsingeniør og missionsdesigner Dr. Mark Tapley og planetforsker Dr. Amanda Zangari, samt projektleder John Scherrer og softwareleder Tiffany Finley, alle fra SwRI's Space Science and Engineering Division.

Finley designede Pluto orbital-turen omkring snesevis af Charon-tyngdekraftassistancemanøvrer. "Denne tur er langt fra optimeret, alligevel er den i stand til at flyve fem eller flere forbi hver af Plutos fire små måner, mens man undersøger Plutos polære og ækvatoriale områder ved hjælp af flyskift. Planen giver også mulighed for et omfattende møde med Charon på nært hold, før det dykker ned i Plutos atmosfære til prøvetagning, før fartøjet bruger Charon en sidste gang til at flygte ind i Kuiperbæltet til nye opgaver, " hun sagde.

Tapleys arbejde viste, at et elektrisk fremdriftssystem svarende til det, der blev brugt af NASA's Dawn-mission, kunne drive orbiteren for at tillade den at flyve til andre kendte Kuiperbælt-objekter, inklusive en af ​​en række dværgplaneter. "Faktisk, vi fandt ud af, at det endda er muligt at nå og derefter gå i kredsløb omkring en anden dværgplanet i Kuiperbæltet efter at have studeret Pluto!" sagde Tapley.

Ud over, Zangari ledede en separat undersøgelse, der undersøgte missioner til de 45 største Kuiperbæltsobjekter og dværgplaneter, med mulige opsendelser mellem 2025 og 2040. Hendes arbejde skitserede mulige missioner på 25 år eller mindre til dværgplaneterne Eris og Sedna via Jupiter-Neptuns swingbys, Quaoar, Makemake, Haumea via Jupiter-Saturn swingbys, og Varuna efter en Jupiter-Uranus forbiflyvning. Et papir, der beskriver dette arbejde, er blevet accepteret af Journal of Spacecraft and Rockets .

"Hvem ville have troet, at en enkelt mission med allerede tilgængelige elektriske fremdrivningsmotorer kunne gøre alt dette?" sagde Stern. "Nu hvor vores team har vist, at planetarisk videnskabssamfund ikke behøver at vælge mellem en Pluto-bane eller forbiflyvninger af andre kroppe i Kuiperbæltet, men kan have begge dele, Jeg kalder denne kombinerede mission 'guldstandarden' for fremtidens Pluto- og Kuiperbæltsudforskning."

Holdet vil bruge de næste par måneder på at offentliggøre flere af deres resultater og bestemme rumfartøjets systemattributter, der er nødvendige for at udføre "guldstandarden" Pluto orbiter-Kuiper Belt explorer-mission.