Misi Pluto Baru Dapat Mengungkap Samudra Tersembunyi Dwarf Planet – Jika 'Ratu Dunia Bawah' akan terbang
Kapan NASAPesawat ruang angkasa baru Pluto Pada 2015, ia mengungkapkan dunia es dan kabut yang luar biasa yang diukir oleh berbagai proses geologis – mengisyaratkan bahwa lautan mungkin telah memainkan peran dalam sejarah planet kerdil baru -baru ini. Bounty of Scientific Riches telah membuat para peneliti yang bekerja untuk menyelesaikan beberapa misteri kecil dunia satu dekade setelah flyby pesawat ruang angkasa.
“Masih ada banyak pertanyaan yang terbuka,” Carly Howett, seorang ilmuwan planet di University of Oxford dan anggota tim baru, mengatakan bulan lalu di Kemajuan dalam Memahami Misi Pluto: 10 tahun setelah Flyby Konferensi di Laurel, Maryland. Dengan pertanyaan seperti itu yang masih ada, Howett dan rekan-rekannya merancang misi tindak lanjut dengan harapan akhirnya memecahkan beberapa misteri Pluto.
Misi seperti itu, dikirim untuk menyelidiki pinggiran tata suryaakan berlangsung beberapa dekade. Tapi itu jauh dari disetujui. “Misi ini dapat beroperasi selama lebih dari 50 tahun, menantang teknik, operasi misi, dan analisis data dengan cara yang belum pernah dilakukan sebelumnya,” tulis Howett dalam studi tahun 2021 Diterbitkan di Planetary Science Journal merinci konsep misi.
Samudra bawah permukaan?
Dalam mitologi Romawi, Pluto adalah dewa dan penguasa orang mati. Untuk misi kembali ke planet Dwarf, Howett dan rekan -rekannya memilih nama Persephone, setelah istri Pluto dan “ratu dunia bawah” dalam mitologi Yunani.
“Mengingat bahwa Pluto dinamai dewa Romawi dari dunia bawah, dan bahwa kami ingin nama wanita mencerminkan tim kami yang beragam dengan banyak wanita dalam peran kepemimpinan, nama ini tampak tepat,” tulis Howett.
Persephone akan membawa 11 instrumen, semua berdasarkan alat yang diterbangkan pada misi sebelumnya tetapi dengan beberapa perubahan. Pertanyaan utama yang akan dicari yang akan dijawab adalah apakah Pluto memiliki lautan bawah permukaan hari ini.
Jika pertanyaan itu diajukan sebelum cakrawala baru melaju, sebagian besar ilmuwan akan mengatakan itu tidak mungkin. Sementara banyak dunia es mungkin dimulai dengan lapisan berair, itu membeku dari waktu ke waktu. Untuk tetap likuid selama 4,5 miliar tahun kehidupan tata suryalautan itu harus tetap hangat.
Terkait: Paku-paku Ice Metana Langitel
Beberapa bulan terus -menerus melenturkan saat mereka berinteraksi secara gravitasi dengan planet tuan rumah mereka dan bulan -bulan tetangga, menjaga lautan mereka dari pembekuan. Charon, bulan terbesar Pluto, hampir sama besarnya dengan Pluto; mereka sering disebut “planet ganda” (meskipun tidak ada yang memenuhi Kriteria untuk sebuah planet). Charon berpotensi menjaga Pluto tetap hangat, jika lautan memiliki komponen non -air yang cukup tinggi untuk menurunkan titik beku, pikir para ilmuwan.
Tidak sampai cakrawala baru mengungkapkan permukaan Pluto yang sangat muda dan berkepala ringan, sebagian besar ilmuwan mulai mempertimbangkan kemungkinan lautan (meskipun beberapa terjadi sebelum kedatangan pesawat ruang angkasa). New Horizons mempelajari Pluto secara mendalam hanya beberapa jam, meskipun terus mengamati planet kerdil selama berbulan -bulan sebelum dan sesudah pendekatan terdekatnya.
Persephone, sebaliknya, akan bertujuan untuk memasuki orbit di sekitar dunia kecil selama lebih dari tiga tahun, memungkinkan pemandangan jarak dekat yang lebih lama. “Tidak ada pengganti kedekatan,” kata Investigator Utama New Horizons Alan Stern pada konferensi yang sama.
Apa yang akan dipelajari Persephone
Persephone akan mempelajari bentuk Pluto untuk berburu tanda -tanda tonjolan fosil – semacam “perut bir” yang disebabkan ketika gaya berat menarik massa dunia. Tonjolan terbentuk lebih mudah ketika lapisannya cair, dan mereka dapat dibekukan. Cakrawala baru tidak mengamati tumpukan seperti itu, tetapi Persephone akan mengirim instrumen yang lebih sensitif yang dapat membuat pemeriksaan yang lebih rinci.
“Misi ini harus dapat membayangkan seluruh Pluto,” kata Howett di konferensi. “Itu harus fenomenal.”
Persephone juga akan berusaha untuk menentukan komposisi Pluto dan Charon, menggunakan pengukuran gravitasi dan topografi yang mirip dengan yang diambil dari Saturnus Moon Enceladus, dan berpotensi menghitung ketebalan lapisan es internal.
Pluto menderita musim dingin selama seabad, dan Persephone akan tiba di tengahnya. Sebagian besar planet kerdil akan dilindungi dalam kegelapan, sehingga misi akan membutuhkan instrumen yang mampu mengintip melalui tabir. Kamera akan memetakan permukaan seluruh dunia secara mendalam dan dalam berbagai panjang gelombang, termasuk setengah yang diselimuti ketika cakrawala baru berlayar melewati. Mereka akan mencari hotspot, tanda -tanda aktivitas yang sedang berlangsung dan letusan yang mungkin menunjukkan interior yang hangat, serta mencari indikasi bahwa permukaan telah berubah sejak pengamatan 2015. Mereka juga akan memberikan jumlah kawah yang lebih rinci baik pada Pluto dan Charon, yang akan membantu para ilmuwan lebih memahami seberapa aktif sabuk Kuiper selama bertahun -tahun.
Meskipun dunia es berlimpah di tata surya, baik Pluto dan Charon memiliki fitur permukaan yang tidak biasa. Di wilayah Tartarus Dorsa Pluto, bilah es metana menutupi permukaan. Para ilmuwan menduga bahwa paku -paku ini dibentuk oleh sublimasi ketika metana dilewati secara instan dari padatan ke gas, tetapi itu tidak pasti. Dan Charon memiliki gunung es aneh yang tenggelam dalam parit beku – fitur unik di antara puncak es. Kedua permukaan ditutupi dengan es eksotis, dan pemahaman tentang sifat -sifatnya pada suhu dingin di Pluto akan menjadi komponen kunci dari misi.
Terkait: James Webb Space Telescope Deciphers Asal -usul Bulan Icy Pluto Charon
Pada tahun 1988, para astronom melihat suasana tipis di sekitar Pluto, tetapi komposisinya menghindari mereka. New Horizons menjawab pertanyaan bahkan saat itu muncul lebih banyak. Anehnya, tampaknya Pluto perlahan -lahan melepaskan bagian dari atmosfernya ke Charon, menciptakan kutub merah yang khas yang dapat menggeser belahan seiring waktu. Salah satu tujuan utama Persephone adalah untuk melakukan deteksi langsung komposisi atmosfer melalui spektrometri massa.
Persephone juga akan mempelajari ruang di sekitar dunia kecil. Pluto sangat jauh sehingga cahaya dari matahari membutuhkan lebih dari 5,5 jam untuk mencapainya. Dari Pluto, matahari adalah tempat seperti titik di langit.
Charon tidak akan menjadi satu -satunya bulan yang ditargetkan oleh misi. Waktu peluncuran Persephone akan menentukan berapa banyak bulan kecil yang bisa diamati, tetapi kemungkinan akan terlihat baik pada empat satelit lainnya juga.
New Horizons mengungkapkan pita es air di Nix, Hydra dan Kerberos, serta petunjuk amonia pada Nix dan Hydra. Persephone akan mengambil spektrum yang lebih rinci untuk ketiganya, serta Styx, dan mencoba menentukan berapa banyak permukaan mereka, bersama dengan Charon, dipenuhi puing -puing dari tabrakan yang kemungkinan membentuknya. Meskipun pengamatan terbaik dari satelit yang lebih kecil kemungkinan besar adalah dari Moon Styx yang sangat dekat dan yang terburuk dari bulan terluar Pluto, Hydra, flyby baik Kerberos atau Hydra mungkin dimungkinkan, tergantung pada kapan misi diluncurkan dan tiba di Pluto.
Persephone akan tetap di Pluto selama lebih dari tiga tahun Bumi. Selama waktu itu, pesawat ruang angkasa dapat menggunakan orbit di sekitar sistem biner untuk akhirnya melemparkannya dari pasangan.
Memperluas misi satu tahun akan memungkinkan pesawat ruang angkasa untuk mengunjungi objek sabuk Kuiper lain, seperti halnya cakrawala baru mengunjungi Arrokoth setelah Flyby Pluto. Perpanjangan seperti itu akan tergantung pada ketika misi diluncurkan dan tiba, tetapi dapat memberikan wawasan yang signifikan tentang puing -puing yang tersisa dari formasi tata surya. Ini akan memberikan pengembalian ilmiah yang besar, karena jarak objek sabuk Kuiper membuat mereka menantang untuk belajar dari Bumi.
Pluto: Generasi berikutnya
Kembalinya ke Pluto tidak akan menjadi usaha biasa. Sementara butuh cakrawala baru kurang dari satu dekade untuk melakukan perjalanan asli, perubahan dalam penyelarasan planet akan membuat penerbangan kunjungan berikutnya saja memakan waktu lebih dari 27,5 tahun dan akan membutuhkan lima generator termoelektrik radioisotop generasi berikutnya (NGRTG), baterai nuklir yang menggunakan pembusukan materi radioaktif untuk memberi daya pada pesawat ruang angkasa. Seumur hidup perjalanan yang luas akan membutuhkan beberapa NGRTG untuk menjaga hal -hal tetap hangat di suhu ruang yang membeku. Itu adalah permintaan besar pada saat plutonium untuk spaceflight masih dalam premium. Saat ini, tujuan NASA adalah membuat 1,5 kilogram plutonium per tahun; Penggunaan RTG saat ini 4,8 kilogram.
Itu akan membutuhkan investasi yang signifikan dalam plutonium untuk eksplorasi planet luar. Ini juga akan membutuhkan investasi keuangan. Perkiraan label harga untuk misi Persephone adalah $ 3 miliar, kata Howett dalam presentasinya.
Dengan potensi misi setengah abad, pesawat ruang angkasa membawa beberapa sistem cadangan. Tapi Stern menunjukkan bahwa, meskipun skala waktu panjang, itu tidak pernah terjadi. NASA Hubble Space Telescope masih berfungsi setelah 35 tahun, dan begitu pula NASA's Voyager 1 dan 2 pesawat ruang angkasa, yang diluncurkan 48 tahun yang lalu.
Tantangan lain untuk misi Persephone berkaitan dengan orang -orang yang mengerjakannya. Dengan potensi untuk misi 50 tahun, para peneliti memperkirakan bahwa Persephone akan menjadi misi tiga generasi yang akan bersepeda melalui tiga set ilmuwan selama masa karier mereka. Informasi dan pelatihan perlu diteruskan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Faktanya, Stern mengatakan keterlambatan keterlibatan adalah salah satu bagian tersulit dari perencanaan misi baru Horizons.
“Kami tahu bagaimana melakukan hal -hal ini,” kata Stern. “Kamu harus bersabar, dan kamu harus merencanakannya.”
Peluang peluncuran untuk pesawat ruang angkasa tersedia setiap tahun dari tahun 2029 hingga 2032. Setelah itu, orbit Jupiter mencegah peluang berikutnya selama satu dekade penuh.
Persephone adalah bagian dari studi konsep misi planet NASA, yang mendanai berbagai proyek untuk mengizinkan studi dekadal untuk membuat keputusan berdasarkan informasi tentang misi potensial di masa depan.
“Sementara saya pikir setiap misi yang membutuhkan lebih dari satu RTG akan berjuang untuk terpilih saat ini, saya pikir proses melakukan proposal misi bermanfaat,” kata Howett. Proposal tidak hanya menunjukkan bahwa misi seperti itu valid, bagiannya, seperti tur orbital, dapat digunakan oleh misi lain.
Tapi jangan mencari Persephone untuk terbang dalam waktu dekat: Permintaan kekuatan saja dapat menjauhkannya dari buku -buku resmi. Proposal misi Howett adalah salah satu dari beberapa yang diminta untuk membantu menginformasikan survei dekadal NASA tentang prioritas dan kelayakan misi masa depan.
Tetapi badan luar angkasa terus bekerja untuk meningkatkan RTG dan teknologi pendukung mereka. Howett berharap bahwa perkembangan teknologi yang berkelanjutan akan meningkatkan peluang misi.
“Salah satu hal yang ditunjukkan Persephone adalah bahwa kembali ke Pluto ke orbit adalah mungkin, tetapi itu tidak murah,” katanya. “Itu harus menjadi misi tingkat andalan.”
