Noong Disyembre 20, 2017, nagpasya ang US National Aeronautics and Space Administration (NASA) sa karagdagang direksyon ng programa nito na tinatawag na New Frontiers. Si Thomas Tsurbuchen, pinuno ng Direktor ng Agham ng NASA, ay nagsalita tungkol sa mga plano ng space agency sa isang press conference. Ayon sa kanya, ang susunod na awtomatikong istasyon ng espasyo sa loob ng balangkas ng programa ng New Frontiers ay pupunta sa Titan (isang satellite ng Saturn) o sa komete na Churyumov-Gerasimenko. Alin sa dalawang bagay na ito sa espasyo ang pupuntahan na pupuntahan ng awtomatikong istasyon ng espasyo sa 2019 lamang.
Sa kaganapan na ang mga espesyalista ng NASA ay pumili ng isang kometa, magpapadala ang ahensya ng isang spacecraft dito, na kukuha ng mga sample mula sa ibabaw nito, at pagkatapos ay ipadala ang mga ito sa Lupa. Ang finalist na proyekto na ito ay tinatawag na CAESAR. Ang pangunahing layunin ng misyon na ito ay upang mangolekta ng mga organikong compound upang maunawaan kung paano maaaring mag-ambag ang mga kometa sa pinagmulan ng buhay sa ating planeta. Napapansin na ang Philae probe, na naihatid sa ibabaw nito ng istasyon ng Europa na Rosetta, ay nakalapag na sa Churyumov-Gerasimenko comet. Gayunpaman, ang probe ay pinamamahalaang magpadala lamang ng telemetry sa Earth, pagkatapos na ang koneksyon sa aparato ay nawala. Sa pagtatapos ng Setyembre 2016, ang istasyon ng Rosetta ay na-deorbite at ipinadala upang mabangga sa isang kometa.
Sa kaganapan na ang pinili ng NASA ay ginawang pabor sa Titan, ang Dragonfly spacecraft ay ipapadala sa ibabaw nito, na tinawag na isang helicopter na nukleyar, ngunit sa panlabas ay magiging hitsura ito ng isang quadrocopter. Kailangang i-scan ng Dragonfly ang ibabaw ng Titan upang matukoy kung ano ang eksaktong gawa nito at kung paano ito nakaayos. Gayundin, sasagot ang space helicopter sa tanong: ano ang mga kondisyon sa atmospera sa satellite na ito ng Saturn. Ang mga dalubhasa mula sa ahensya ng kalawakan sa Amerika ay naniniwala na ang mga form ng buhay na extraterrestrial ay maaaring mayroon sa Titan.
Titanium sa natural na mga kulay (imahe na "Cassini")
Ang mga finalist ng kumpetisyon para sa pinakamahusay na proyekto ng misyon sa kalawakan sa loob ng balangkas ng programa ng pagsabog ng solar system ng New Frontiers ay dalawang koponan sa pag-unlad, isang kabuuang 12 mga kandidato ang lumahok sa kompetisyon. Ang parehong mga proyekto na tunog sa itaas ay makakatanggap ng humigit-kumulang na $ 4 milyon bawat taon upang maisagawa ang mga detalye at konsepto. Dapat nilang tapusin ang kanilang mga programa sa Hulyo 2019, na mapag-aralan ang lahat ng mga posibleng peligro ng kanilang mga misyon, at pagkatapos ay magkaroon ng isang panghuling panukala. Ang proyekto ng nagwagi ay ilulunsad sa pagtatapos ng 2025. Ang pag-unlad ng bawat misyon ay mangangailangan ng humigit-kumulang na $ 850 milyon, ang proyekto ng nagwagi ay tatanggap ng halagang ito mula sa NASA, at sasakupin din ng ahensya ang lahat ng mga gastos sa paglulunsad ng nanalong spacecraft sa kalawakan - humigit-kumulang na isa pang $ 150 milyon.
Tulad ng tala ng mga eksperto, ang inihayag na "presyo ng tag" ay humigit-kumulang dalawang beses ang gastos ng "magaan" na mga misyon sa kalawakan sa loob ng balangkas ng isa pang programa - Pagtuklas, pati na rin 2-4 beses na mas mababa kaysa sa badyet ng "punong barko" na mga robotic station at puwang ng NASA teleskopyo Ang inihayag na badyet ay nagbibigay-daan sa paglalagay sa mga probe ng isang medyo malaki at malawak na hanay ng mga instrumento, pati na rin ang pangmatagalang mapagkukunan ng radioisotopope, ngunit sa mga tuntunin ng kanilang mga kakayahan at habang-buhay, ang mga probe na ito ay magiging mas mababa pa rin sa mga nasabing punong barko tulad ng Cassini, Galileo at Mga Voyager.
Napapansin na bilang bahagi ng programa ng New Frontiers, nakumpleto na ng US space agency ang tatlong matagumpay na misyon. Kaya't ang Juno probe ay pinag-aaralan ang orbit ng Jupiter, ang New Horizons spacecraft ay kasalukuyang patungo sa Pluto, at ang OSIRIS-REx ay lumilipad sa asteroid upang kumuha ng mga sample mula sa ibabaw nito. Ayon kay Thomas Zurbuchen, wala pang desisyon ang ahensya kung aling mga sasakyan sa paglulunsad ang gagamitin upang maglunsad ng isang partikular na misyon. Kasabay nito, ipinahayag niya ang pagtitiwala na sa oras na magsisimula ang trabaho sa paglikha ng mga kinakailangang istasyon at probe, ang mabigat na rocket ng SLS, pati na rin ang pribadong puwang na "mabibigat na mga trak" ay handa na upang ilunsad ang isang bagong henerasyon ng mga interplanetang Amerikanong probe.
Nuclear Helicopter sa Titan - DragonFly Mission
"Ang Titan ay isang natatanging celestial body na may isang siksik na kapaligiran, lawa at totoong dagat ng mga hydrocarbons, isang ikot ng mga sangkap at isang mahirap na klima. Inaasahan namin na ipagpatuloy ang kaso ng Cassini at Huygens upang maunawaan kung mayroong lahat ng mga "brick of life" sa ibabaw ng Titan at kung ang buhay ay maaaring umiral dito. Hindi tulad ng iba pang mga landing module, ang aming "tutubi" ay makakalipad mula sa bawat lugar, na gumagalaw ng daan-daang mga kilometro, "- sinabi sa pinuno ng misyon ng DragonFly na si Elizabeth Turtle.
Paghahambing ng mga laki ng Earth, Titan (ibabang kaliwa) at ang Buwan
Ang Titan ay ang pinakamalaking buwan ng Saturn at ang pangalawang pinakamalaking buwan sa buong solar system (pangalawa lamang sa buwan ng Jupiter na Ganymede). Gayundin, ang Titan ay ang nag-iisang katawan sa solar system, maliban sa Earth, kung saan napatunayan ang matatag na pagkakaroon ng likido sa ibabaw nito, at pati na rin ang nag-iisang satellite ng planeta na may isang makapal na kapaligiran. Ang lahat ng ito ay ginagawang isang kaakit-akit na bagay para sa iba't ibang pang-agham na pagsasaliksik at pag-aaral.
Ang diameter ng satellite na ito ng Saturn ay 5152 kilometro, na 50% mas malaki kaysa sa Buwan, habang ang Titan ay 80% na mas malaki kaysa sa satellite ng ating planeta sa masa. Gayundin, ang Titan ay mas malaki kaysa sa planetang Mercury. Ang lakas ng grabidad sa Titan ay halos ikapitong bahagi ng gravity ng Daigdig. Ang ibabaw ng satellite ay binubuo pangunahin ng tubig na yelo at sedimentaryong organikong bagay. Ang presyon sa ibabaw ng Titan ay humigit-kumulang na 1.5 beses na mas mataas kaysa sa presyon sa ibabaw ng lupa, ang temperatura ng hangin sa ibabaw ay -170.. -180 degree Celsius. Sa kabila ng mas mababang temperatura, ang satellite na ito ay inihambing sa Earth sa mga unang yugto ng pag-unlad nito. Samakatuwid, hindi ibinubukod ng mga siyentista ang posibilidad ng pagkakaroon ng pinakasimpleng uri ng buhay sa Titan, sa partikular, sa mga umiiral na mga reservoir sa ilalim ng lupa, ang mga kundisyon na maaaring maging mas komportable kaysa sa ibabaw nito.
Ang Dragonfly, ang ideya ng mga siyentista sa Johns Hopkins University, ay magiging isang maraming nalalaman lander na nilagyan ng maraming mga propeller na pinapagana ito at tumayo nang patayo. Sa hinaharap, papayagan nito ang isang hindi pangkaraniwang helicopter upang galugarin ang ibabaw at himpapawid ng Titan. "Ang isa sa aming pangunahing layunin ay upang magsagawa ng pagsasaliksik sa mga methane na ilog at lawa. Nais naming maunawaan kung ano ang nangyayari sa kanilang kailaliman, "- sinabi ng punong pinuno ng misyon ng Dragonfly, si Elizabeth Turtle. "Sa pangkalahatan, ang aming pangunahing gawain ay upang magbigay ng ilaw sa mahiwagang kapaligiran ng satellite ng Saturn, mayaman sa organikong at prebiotic na kimika. Kung tutuusin, ang Titan ngayon ay isang uri ng planetary laboratoryo, kung saan posible na pag-aralan ang mga reaksyong kemikal na katulad ng mga maaaring maging sanhi ng pinagmulan ng buhay sa Earth."
Ang isang proyekto na tulad nito, kung nanalo ito sa kumpetisyon sa 2019, ay magiging napaka-pangkaraniwan at bago kahit para sa NASA. Salamat sa dalawang tampok nito, ang aparato ng Dragonfly ay makakilos mula sa bawat lugar. Ang una ay ang pagkakaroon ng isang planta ng nukleyar na kuryente, na magbibigay dito ng enerhiya sa napakatagal na panahon. Ang pangalawa ay isang hanay ng maraming mga makapangyarihang tagapagbunsod ng motor na maaaring iangat ang isang mabibigat na sasakyan sa paggalugad sa siksik na hangin ng Titan. Ang lahat ng ito ay ginagawang katulad ng Dragonfly sa mga helikopter o quadcopters, na may tanging pagbubukod na ang espasyo nukleyar na helikopter ay idinisenyo upang mapatakbo sa mas malubhang mga kondisyon kaysa sa Lupa.
Nuclear helikopterong Dragonfly sa ibabaw ng Titan, ilustrasyon ng NASA
Tandaan ng mga eksperto na ang drone na ito ay buong bibigyan ng enerhiya na ginawa ng isang radioisotope thermoelectric generator (RTG). Ang halip na siksik at makapal na kapaligiran ni Titan ay gumagawa ng anumang mga teknolohiya para sa pag-convert ng enerhiya ng solar na hindi epektibo ang elektrikal na enerhiya, kaya't ang enerhiya ng nukleyar ay magiging pangunahing mapagkukunan ng enerhiya para sa misyon. Ang isang katulad na generator ay naka-install sa Curiosity rover. Sa gabi, ang nasabing isang generator ay magagawang ganap na singilin ang mga baterya ng drone, na makakatulong sa sasakyang panghimpapawid na magsagawa ng isa o maraming mga flight sa araw, na may kabuuang tagal ng hanggang sa isang oras.
Nabatid na ang Dragonfly toolkit ay pinlano na isama: gamma spectrometers na makakapag-aralan ang komposisyon ng layer ng subsurface ng Titan (ang aparato na ito ay makakatulong sa mga siyentipiko na makahanap ng katibayan ng pagkakaroon ng isang likidong karagatan sa ilalim ng ibabaw ng satellite); mass spectrometers para sa pagsusuri ng komposisyon ng isotopic ng mga light element (tulad ng nitrogen, carbon, sulfur at iba pa); geophysical at meteorological sensor na susukat sa presyon ng atmospera, temperatura, bilis ng hangin, aktibidad ng seismic; magkakaroon din siya ng mga camera para sa pagkuha ng litrato. Ang kadaliang kumilos ng "nuclear helikopter" ay papayagan itong mabilis na mangolekta ng iba't ibang mga sample at isagawa ang mga kinakailangang sukat.
Sa isang oras lamang ng flight, ang aparato na ito ay maaaring masakop ang distansya ng 10 hanggang 20 kilometro. Iyon ay, sa isang paglipad lamang, ang drone ng DragonFly ay maaaring masakop ang isang mas malaking distansya kaysa sa nagawa ng American Curiosity rover sa loob ng 4 na taon nitong pananatili sa pulang planeta. At sa buong buong dalawang taong misyon nito, ang "nuclear helikopter" ay magagawang tuklasin ang isang kahanga-hangang lugar sa ibabaw ng buwan ng Saturn. Salamat sa pagkakaroon ng isang malakas na planta ng kuryente na nakasakay, ang data mula sa aparato, ayon sa Pagong, ay direktang maililipat sa Earth.
Kung ang proyekto ay nanalo sa kumpetisyon at tumatanggap ng huling pag-apruba bilang bahagi ng New Frontiers Solar System Exploration Program, ang misyon ay ilulunsad sa kalagitnaan ng 2025. Sa parehong oras, ang DragonFly ay makakarating lamang sa Titan noong 2034, kung saan, na may kanais-nais na pag-unlad ng mga kaganapan, gagana ito sa ibabaw nito sa loob ng maraming taon.
Papunta sa kometa na "Sobyet" - ang misyon ng CAESAR
Ang pangalawang misyon, na kasalukuyang inaangkin ang tagumpay sa kumpetisyon ng New Frontiers, ay maaaring ang CAESAR probe - ang unang NASA spacecraft na kumuha ng mga sample ng volatiles at organics mula sa ibabaw ng isang kometa at pagkatapos ay bumalik sa Earth. "Ang mga kometa ay maaaring tawaging pinakamahalaga, ngunit sa parehong oras ang hindi gaanong pinag-aralan na mga bagay ng solar system. Ang mga comet ay naglalaman ng mga sangkap na kung saan ang Earth ay "hinubog", at sila rin ang pangunahing tagapagtustos ng organikong bagay para sa ating planeta. Ano ang pagkakaiba ng mga kometa sa ibang mga kilalang katawan sa solar system? Ang loob ng mga kometa ay naglalaman pa rin ng mga volatile na naroroon sa solar system sa oras ng pagsilang nito, "sabi ni Steve Squires, pinuno ng misyon ng CAESAR.
Isang snapshot ng Churyumov-Gerasimenko kometa na kinunan noong Setyembre 19, 2014 gamit ang Rosetta camera
Ayon sa pinuno ng departamento ng planetary ng NASA na si Jim Green, ang misyon na ito ay ipapadala sa isang napakahusay na pinag-aralan na kometa, kung saan malapit na bumisita ang isa pang pagsisiyasat, pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang misyon sa Europa na tinatawag na Rosetta. Ang kometa na may indeks na 67P ay tinatawag na "Soviet", dahil natuklasan ito ng mga astronomong Soviet. Ito ay isang panandaliang kometa na may orbital na panahon na humigit-kumulang na 6 na taon at 7 buwan. Ang Comet Churyumov-Gerasimenko ay natuklasan sa USSR noong Oktubre 23, 1969. Natuklasan ito ng astronomong Sobyet na si Klim Churyumov sa Kiev sa mga plate ng potograpiya ng isa pang kometa - 32P / Komas Sola, na kinunan ni Svetlana Gerasimenko noong Setyembre ng parehong taon sa Alma-Ata Observatory (ang unang larawan kung saan ang bagong kometa ay nakikita ay kinuha noong Setyembre 11, 1969)). Nangangahulugan ang index 67P na ito ang ika-67 na panandaliang bukas na kometa.
Napag-alaman na ang komete ng Churyumov-Gerasimenko ay may isang porous na istraktura, 75-78% ng dami nito ay walang bisa. Sa naiilawan na bahagi ng kometa, ang temperatura ay mula -183 hanggang -143 degree Celsius. Walang pare-pareho ang magnetic field sa kometa. Ayon sa pinakabagong mga pagtatantya, ang masa nito ay 10 bilyong tonelada (ang error sa pagsukat ay tinatayang 10%), ang panahon ng pag-ikot ay 12 oras 24 minuto. Noong 2014, gamit ang aparatong Rosetta, ang mga siyentipiko ay nakakahanap ng mga molekula ng 16 na mga organikong compound sa kometa, na apat dito - ang acetone, propanal, methyl isocyanate at acetamide - ay hindi pa matagpuan sa mga kometa.
Ayon sa mga kinatawan ng American space agency, ang pagpili ng misyon ng CAESAR, na ipinadala sa isang mahusay na pinag-aralan na kometa, ay magpapahintulot sa pumatay sa tatlong ibon na may isang bato - ginagawang mas ligtas ang misyon, mas mura, at nagpapabilis din sa paglulunsad nito. Ayon kay Squires, ang pag-install ng isang kapsula para sa koleksyon at pagbabalik ng lupa mula sa isang kometa patungo sa Lupa ay magkakaroon din ng papel. Ang kapsulang ito ay dating nilikha ng ahensya ng puwang ng Hapon para sa pagsisiyasat sa Hayabusa. "Ang pagpili ng kapsulang ito ay ipinaliwanag ng katotohanan na ang misyon ng CAESAR ay nangangailangan ng isang kapsula na magpapatuloy na maghawak ng mga volatile mula sa kometa sa isang nakapirming form sa buong flight, hanggang sa hawakan ang ibabaw ng lupa. Ang kapsula para sa Hayabusa probe ay mayroong heat Shield na pumipigil sa pag-init hanggang sa ilang daang degree Celsius, na maaaring mangyari sa paggamit ng ating mga teknolohiya, "sabi ng siyentipikong Amerikano.
Posibleng pagtingin sa probe ng CAESAR, paglalarawan ng NASA
Ayon sa mga plano ng NASA, ang probe ng CAESAR ay pinaplano na nilagyan ng isang ion engine. Maaabot nito ang ibabaw ng kometa ng Churyumov-Gerasimenko na medyo mabilis. Ang mga sample ng bagay na ito, tulad ng inaasahan ni Steve Squires, ay maaaring nasa Lupa noong 2038.
