En 30 años, una misión de exploración espacial de propulsión nuclear a Neptuno y sus lunas puede comenzar a revelar algunos de los secretos más escurridizos de nuestro sistema solar sobre la formación de sus planetas, y recientemente descubrió los que se desarrollaron alrededor de otras estrellas.
Esta visión del futuro es el foco de un estudio de planificación de 12 meses realizado por un equipo diverso de expertos dirigido por Boeing Satellite Systems y financiado por la NASA. Es uno de los 15 estudios de "Visión Misión" destinados a desarrollar conceptos en los planes de exploración espacial a largo plazo de los Estados Unidos. El miembro del equipo de Neptuno y el radiocientífico Profesor Paul Steffes de la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática del Instituto de Tecnología de Georgia llama a la misión "lo último en exploración del espacio profundo".
La NASA ha volado misiones extensas a Júpiter y Saturno, conocidos como los "gigantes gaseosos" porque están compuestos principalmente de hidrógeno y helio. Para 2012, estas investigaciones habrán producido información significativa sobre las propiedades químicas y físicas de estos planetas. Se sabe menos sobre Neptuno y Urano, los "gigantes de hielo".
"Debido a que están más lejos, Neptuno y Urano representan algo que contiene más del original, para usar un" Saganismo Carl "," material solar "o la nebulosa que se condensó para formar planetas", dijo Steffes. “Neptuno es un planeta más crudo. Está menos influenciado por los materiales cercanos al sol, y ha tenido menos colisiones con cometas y asteroides. Es más representativo del sistema solar primordial que Júpiter o Saturno ".
Además, debido a que Neptuno es tan frío, su estructura es diferente de Júpiter y Saturno. Una misión para investigar el origen y la estructura de Neptuno, que se lanzará entre 2016 y 2018 y llegará alrededor de 2035, aumentará la comprensión de los científicos sobre la formación planetaria diversa en nuestro sistema solar y en otros, señaló Steffes.
El equipo de la misión también está interesado en explorar las lunas de Neptuno, especialmente Tritón, que los científicos planetarios creen que es un objeto del cinturón de Kuiper. Tales bolas de hielo son micro planetas que pueden tener hasta 1,000 kilómetros de diámetro y generalmente se encuentran en las regiones más externas de nuestro sistema solar. Según los estudios realizados hasta la fecha, los científicos creen que Tritón no se formó a partir de materiales de Neptuno, como la mayoría de las lunas que orbitan planetas en nuestro sistema solar. En cambio, es probable que Tritón sea un objeto del cinturón de Kuiper que fue arrastrado accidentalmente a la órbita de Neptuno.
"Tritón se formó en el espacio", dijo Steffes. “Ni siquiera es un pariente cercano de Neptuno. ¿Es un niño adoptado? Creemos que los objetos del cinturón de Kuiper como Triton fueron clave para el desarrollo de nuestro sistema solar, por lo que hay mucho interés en visitar Triton ".
Aunque se enfrentan a una serie de desafíos técnicos, incluido el diseño de la sonda de entrada y el desarrollo de instrumentos científicos y de telecomunicaciones, el equipo de Neptune Vision Mission ha desarrollado un plan inicial. Los miembros del equipo, incluidos Steffes, lo han presentado este otoño en una variedad de reuniones científicas para alentar los comentarios de otros expertos. El 17 de diciembre, lo presentarán nuevamente en la reunión anual de la Unión Geofísica Americana. Sus recomendaciones finales se deben a la NASA en julio de 2005.
El plan se basa en la disponibilidad de tecnología de propulsión nuclear eléctrica en desarrollo en el Proyecto Prometeo de la NASA. Un cohete químico tradicional lanzaría la nave espacial fuera de la órbita de la Tierra. Luego, un sistema de propulsión eléctrica impulsado por un pequeño reactor de fisión nuclear, una tecnología modificada de tipo submarino, impulsaría la nave espacial a su objetivo en el espacio profundo. El sistema de propulsión generaría empuje al expulsar partículas cargadas eléctricamente llamadas iones de sus motores.
Debido a la gran carga útil científica que una nave espacial propulsada por electricidad nuclear puede transportar y alimentar, la misión de Neptuno es muy prometedora para el descubrimiento científico, dijo Steffes.
La misión empleará sensores eléctricos y ópticos a bordo del orbitador y tres sondas para detectar la naturaleza de la atmósfera de Neptuno, dijo Steffes, un experto en detección remota de radio de atmósferas planetarias. Específicamente, la misión reunirá datos sobre las relaciones elementales atmosféricas de Neptuno en relación con el hidrógeno y las relaciones isotópicas clave, así como la gravedad y los campos magnéticos del planeta. Investigará la dinámica de circulación atmosférica global, la meteorología y la química. En Tritón, dos aterrizadores reunirán información atmosférica y geoquímica cerca de los géiseres en la superficie.
Las tres sondas de entrada de la misión se dejarán caer en la atmósfera de Neptuno en tres latitudes diferentes: la zona ecuatorial, una latitud media y una región polar. Los diseñadores de la misión enfrentan el desafío de transmitir datos desde las sondas a través de la atmósfera absorbente de ondas de radio de Neptuno. El laboratorio de Steffes en Georgia Tech ha llevado a cabo una investigación exhaustiva y ha adquirido una comprensión profunda de cómo abordar este problema, señaló.
El equipo de la misión aún está discutiendo qué tan profundas deberían implementarse las sondas en la atmósfera de Neptuno para obtener datos científicos significativos. "Si elegimos una frecuencia de señales de radio lo suficientemente baja, podemos bajar a 500 a 1,000 atmósferas terrestres, que es 7,500 libras de presión por pulgada cuadrada (PSI)", explicó Steffes. "Esa presión es similar a la que experimenta un submarino en el océano profundo".
Sin embargo, esa profundidad probablemente no será necesaria, según los modeladores atmosféricos del equipo de la misión, dijo Steffes. Las sondas podrán obtener la mayoría de la información a solo 100 atmósferas terrestres, o 1,500 PSI.
Fuente original: Comunicado de prensa de Georgia Tech
