20 Aralık 2017'de ABD Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA), New Frontiers adlı programının daha ileri yönüne karar verdi. NASA'nın Bilim Müdürlüğü başkanı Thomas Tsurbuchen, bir basın toplantısında uzay ajansının planları hakkında konuştu. Ona göre, Yeni Sınırlar programı çerçevesinde bir sonraki otomatik uzay istasyonu ya Titan'a (Satürn'ün uydusu) ya da kuyruklu yıldız Churyumov-Gerasimenko'ya gidecek. Otomatik uzay istasyonunun bu iki uzay nesnesinden hangisine gideceği ancak 2019'da bilinecek.
NASA uzmanlarının bir kuyruklu yıldız seçmesi durumunda, ajans ona bir uzay aracı gönderecek, bu da yüzeyinden numune alması ve ardından Dünya'ya göndermesi gerekecek. Bu finalist projenin adı CAESAR. Bu görevin temel amacı, kuyruklu yıldızların gezegenimizdeki yaşamın kökenine nasıl katkıda bulunabileceğini anlamak için organik bileşikler toplamaktır. Avrupa istasyonu Rosetta tarafından yüzeyine teslim edilen Philae sondasının zaten Churyumov-Gerasimenko kuyruklu yıldızına indiğini belirtmekte fayda var. Ancak, sonda Dünya'ya yalnızca telemetri iletmeyi başardı, ardından cihazla bağlantı kesildi. Eylül 2016'nın sonunda, Rosetta istasyonu yörüngeden çıkarıldı ve bir kuyruklu yıldızla çarpışmaya gönderildi.
NASA'nın seçimi Titan lehine yapılırsa, Dragonfly uzay aracı zaten nükleer helikopter olarak adlandırılan yüzeyine gönderilecek, ancak dışarıdan daha çok bir quadrocopter gibi görünecek. Dragonfly, tam olarak neyden yapıldığını ve nasıl düzenlendiğini belirlemek için Titan'ın yüzeyini taramak zorunda kalacak. Ayrıca, uzay helikopteri şu soruyu cevaplamak zorunda kalacak: Satürn'ün bu uydusundaki atmosferik koşullar nelerdir. Amerikan uzay ajansından uzmanlar, Titan'da dünya dışı yaşam formlarının var olabileceğine inanıyor.
Doğal renklerde titanyum (resim "Cassini")
New Frontiers güneş sistemi keşif programı çerçevesinde en iyi uzay görevi projesi yarışmasının finalistleri iki geliştirme ekibi oldu, yarışmaya toplam 12 aday katıldı. Yukarıda sözü edilen her iki proje de detayları ve konsepti geliştirmek için yılda yaklaşık 4 milyon dolar alacak. Görevlerinin olası tüm risklerini inceleyerek programlarını Temmuz 2019'a kadar tamamlamaları ve ardından nihai bir teklif sunmaları gerekiyor. Kazananın projesi 2025'in sonunda başlatılacak. Görevlerin her birinin geliştirilmesi için yaklaşık 850 milyon dolar gerekecek, kazananın projesi bu miktarı NASA'dan alacak ve ajans ayrıca kazanan uzay aracının uzaya fırlatılmasının tüm maliyetlerini - yaklaşık 150 milyon dolar daha - karşılayacak.
Uzmanların belirttiği gibi, açıklanan "fiyat etiketi", başka bir program çerçevesindeki "hafif" uzay görevlerinin maliyetinin yaklaşık iki katıdır - Discovery, ayrıca "amiral gemisi" robot istasyonlarının ve NASA uzayının bütçesinden 2-4 kat daha az teleskoplar. Açıklanan bütçe, sondalara oldukça geniş ve kapsamlı bir araç setinin yanı sıra uzun ömürlü radyoizotop güç kaynaklarının yerleştirilmesine izin veriyor, ancak yetenekleri ve ömürleri açısından, bu sondalar hala Cassini, Galileo ve gibi amiral gemilerinden daha düşük olacak. Gezginler.
New Frontiers programının bir parçası olarak ABD uzay ajansının şimdiden üç başarılı görevi tamamladığını belirtmekte fayda var. Juno sondası Jüpiter'in yörüngesini inceliyor, Yeni Ufuklar uzay aracı şu anda Plüton'a doğru gidiyor ve OSIRIS-REx yüzeyinden örnekler almak için asteroide uçuyor. Thomas Zurbuchen'e göre, ajans henüz belirli bir görevi başlatmak için hangi fırlatma araçlarının kullanılacağına dair bir karar vermedi. Aynı zamanda, gerekli istasyonların ve sondaların, SLS ağır roketinin ve ayrıca özel uzay "ağır kamyonlarının" oluşturulmasına yönelik çalışmaların başlamasına kadar, yeni nesil gezegenler arası Amerikan sondalarını fırlatmaya hazır olacağına dair güvenini dile getirdi..
Titan'da Nükleer Helikopter - DragonFly Görevi
Titan, yoğun bir atmosfere, göllere ve gerçek hidrokarbon denizlerine, bir madde döngüsüne ve zorlu bir iklime sahip eşsiz bir gök cismi. Titan'ın yüzeyinde tüm "yaşam tuğlalarının" olup olmadığını ve üzerinde yaşamın var olup olmadığını anlamak için Cassini ve Huygens vakasına devam etmeyi umuyoruz. Diğer iniş modüllerinden farklı olarak, "yusufçukumuz" yüzlerce kilometre hareket ederek bir yerden bir yere uçabilecek "- DragonFly misyonu Elizabeth Turtle'a söyledi.
Dünya, Titan (sol altta) ve Ay'ın boyutlarının karşılaştırılması
Titan, Satürn'ün en büyük ayı ve tüm güneş sistemindeki en büyük ikinci aydır (yalnızca Jüpiter'in ayı Ganymede'den sonra ikinci). Ayrıca Titan, yüzeyinde sıvının kararlı varlığının kanıtlandığı Dünya hariç, güneş sistemindeki tek vücut ve aynı zamanda yoğun bir atmosfere sahip gezegenin tek uydusudur. Bütün bunlar Titan'ı çeşitli bilimsel araştırma ve çalışmalar için çok çekici bir nesne haline getiriyor.
Satürn'ün bu uydusunun çapı 5152 kilometre olup, Ay'ınkinden %50 daha büyüktür, Titan ise kütle olarak gezegenimizin uydusundan %80 daha büyüktür. Ayrıca Titan, Merkür gezegeninden daha büyüktür. Titan üzerindeki yerçekimi kuvveti, Dünya'nın yerçekiminin yedide biri kadardır. Uydunun yüzeyi esas olarak su buzu ve tortul organik maddeden oluşur. Titan yüzeyindeki basınç, dünya yüzeyindeki basınçtan yaklaşık 1,5 kat daha fazladır, yüzeydeki hava sıcaklığı -170.. -180 santigrat derecedir. Oldukça düşük sıcaklığa rağmen, bu uydu gelişiminin ilk aşamalarında Dünya ile karşılaştırılır. Bu nedenle, bilim adamları, Titan'da, özellikle mevcut yeraltı rezervuarlarında, yüzeyinden çok daha rahat olabilecek koşullardaki en basit yaşam biçimlerinin var olma olasılığını dışlamazlar.
Johns Hopkins Üniversitesi'ndeki bilim adamlarının buluşu olan Dragonfly, dikey olarak kalkış ve iniş yapmasını sağlayan birden fazla pervaneyle donatılmış çok yönlü bir arazi aracı olacak. Gelecekte, bu alışılmadık bir helikopterin Titan'ın yüzeyini ve atmosferini keşfetmesine izin verecek. “Ana hedeflerimizden biri metan nehirleri ve gölleri hakkında araştırma yapmak. Derinliklerinde neler olduğunu anlamak istiyoruz”- Dragonfly misyonunun baş lideri Elizabeth Turtle dedi. “Genel olarak asıl görevimiz, organik ve prebiyotik kimya açısından zengin Satürn uydusunun gizemli ortamına ışık tutmaktır. Sonuçta, bugün Titan, Dünya'daki yaşamın kökenine neden olabileceklere benzer kimyasal reaksiyonları incelemenin mümkün olacağı bir tür gezegen laboratuvarıdır.
Böyle bir proje, 2019'daki yarışmayı kazanırsa, NASA için bile çok sıradışı ve yeni olacak. Dragonfly cihazı iki özelliği sayesinde bir yerden bir yere hareket edebilecek. Birincisi, kendisine çok uzun süre enerji sağlayacak bir nükleer santralin varlığı. İkincisi, ağır bir keşif aracını Titan'ın yoğun havasına kaldırabilen birkaç güçlü pervane motorudur. Tüm bunlar Dragonfly'ı helikopterlere veya dörtlü helikopterlere biraz benzer kılıyor, tek istisna uzay nükleer helikopterinin Dünya'dan çok daha zorlu koşullarda çalışacak şekilde tasarlanması.
Titan yüzeyinde nükleer helikopter Dragonfly, NASA illüstrasyonu
Uzmanlar, bu drone'nun tamamen bir radyoizotop termoelektrik jeneratörü (RTG) tarafından üretilen enerjiyle besleneceğini belirtiyor. Titan'ın oldukça yoğun ve kalın atmosferi, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek için herhangi bir teknolojiyi etkisiz hale getiriyor, bu yüzden nükleer enerji görev için temel enerji kaynağı haline gelecek. Benzer bir jeneratör, Curiosity gezicisine kuruludur. Gece boyunca, böyle bir jeneratör, uçağın pillerini tam olarak şarj edebilecek ve bu da uçağın gün içinde bir veya birkaç uçuş gerçekleştirmesine yardımcı olacak ve toplam süre bir saate kadar çıkacak.
Dragonfly araç setinin şunları içermesi planlandığı biliniyor: Titan'ın yeraltı tabakasının bileşimini inceleyebilecek gama spektrometreleri (bu cihaz, bilim adamlarının uydu yüzeyinin altında sıvı bir okyanusun varlığına dair kanıt bulmasına yardımcı olacak); hafif elementlerin (azot, karbon, kükürt ve diğerleri gibi) izotopik bileşimini analiz etmek için kütle spektrometreleri; atmosferik basınç, sıcaklık, rüzgar hızı, sismik aktiviteyi ölçecek jeofizik ve meteorolojik sensörler; ayrıca fotoğraf çekmek için kameraları olacak. "Nükleer helikopterin" hareketliliği, çeşitli örnekleri hızlı bir şekilde toplamasına ve gerekli ölçümleri yapmasına izin verecektir.
Sadece bir saatlik uçuşta, bu cihaz 10 ila 20 kilometrelik bir mesafeyi kat edebilecek. Yani DragonFly drone, sadece bir uçuşta, American Curiosity gezgininin kızıl gezegende 4 yıl kaldığı süre boyunca yapabileceğinden daha büyük bir mesafeyi kat edebilecek. Ve iki yıllık görevinin tamamı boyunca, "nükleer helikopter", Satürn ayının yüzeyinin oldukça etkileyici bir alanını keşfedebilecek. Gemide güçlü bir elektrik santralinin varlığı sayesinde, Turtle'a göre cihazdan gelen veriler doğrudan Dünya'ya iletilecek.
Proje yarışmayı kazanır ve New Frontiers Güneş Sistemi Keşif Programının bir parçası olarak nihai onay alırsa, görev 2025'in ortalarında başlayacak. Aynı zamanda, DragonFly Titan'a sadece 2034'te ulaşacak ve burada olayların olumlu bir şekilde gelişmesiyle birkaç yıl boyunca yüzeyinde çalışacak.
"Sovyet" kuyruklu yıldızına giderken - CAESAR görevi
Şu anda New Frontiers yarışmasında zafer iddiasında bulunan ikinci görev, bir kuyruklu yıldızın yüzeyinden uçucu ve organik madde örnekleri alan ve ardından Dünya'ya geri dönen ilk NASA uzay aracı olan CAESAR sondası olabilir. “Kuyruklu yıldızlar en önemli olarak adlandırılabilir, ancak aynı zamanda güneş sisteminin en az çalışılan nesneleridir. Kuyruklu yıldızlar, Dünya'nın "kalıplandığı" maddeleri içerir ve aynı zamanda gezegenimiz için ana organik madde tedarikçileriydi. Kuyruklu yıldızları güneş sistemindeki bilinen diğer cisimlerden farklı kılan nedir? CAESAR misyonunun başkanı Steve Squires, Kuyruklu yıldızların içlerinde hala doğum anında güneş sisteminde mevcut olan uçucu maddeler var”dedi.
Churyumov-Gerasimenko kuyruklu yıldızının 19 Eylül 2014'te Rosetta kamerasıyla çekilmiş bir fotoğrafı
NASA gezegen departmanı başkanı Jim Green'e göre, bu görev, çevresinde başka bir sondanın daha önce ziyaret ettiği çok iyi çalışılmış bir kuyruklu yıldıza gönderilecek, Rosetta adlı bir Avrupa görevinden bahsediyoruz. 67P endeksli kuyruklu yıldız, Sovyet gökbilimciler tarafından keşfedildiği için "Sovyet" olarak adlandırılıyor. Yaklaşık 6 yıl 7 aylık bir yörünge periyoduna sahip kısa periyotlu bir kuyruklu yıldızdır. Kuyruklu yıldız Churyumov-Gerasimenko 23 Ekim 1969'da SSCB'de keşfedildi. Kiev'deki Sovyet astronom Klim Churyumov tarafından, aynı yılın Eylül ayında Alma-Ata Gözlemevi'nde Svetlana Gerasimenko tarafından çekilen başka bir kuyruklu yıldız - 32P / Komas Sola'nın fotoğraf plakalarında keşfedildi (yeni kuyruklu yıldızın göründüğü ilk resim). görüldü, 11 Eylül 1969'da çekildi)). Endeks 67P, bunun 67. kısa periyotlu açık kuyruklu yıldız olduğu anlamına gelir.
Churyumov-Gerasimenko kuyruklu yıldızının gözenekli bir yapıya sahip olduğu, hacminin %75-78'inin boş olduğu tespit edildi. Kuyruklu yıldızın aydınlatılmış tarafında, sıcaklıklar -183 ile -143 santigrat derece arasında değişiyor. Kuyruklu yıldız üzerinde sabit bir manyetik alan yoktur. En son tahminlere göre kütlesi 10 milyar tondur (ölçüm hatası %10 olarak tahmin edilmektedir), dönüş süresi 12 saat 24 dakikadır. 2014 yılında, bilim adamları Rosetta aparatını kullanarak, kuyruklu yıldızda dördü aseton, propanal, metil izosiyanat ve asetamid olmak üzere daha önce kuyruklu yıldızlarda bulunmayan 16 organik bileşiğin moleküllerini bulabildiler.
Amerikan uzay ajansının temsilcilerine göre, iyi çalışılmış bir kuyruklu yıldıza gönderilen CAESAR misyonunun seçimi, bir taşla üç kuşun öldürülmesine izin verecek - bu, görevi daha güvenli, daha ucuz hale getiriyor ve ayrıca fırlatılmasını hızlandırıyor. Squires'a göre, bir kuyruklu yıldızdan Dünya'ya toprak toplamak ve geri döndürmek için bir kapsülün yerleştirilmesi de rol oynayacak. Bu kapsül daha önce Japon uzay ajansı tarafından Hayabusa sondası için yaratılmıştı. “Bu kapsülün seçimi, CAESAR görevinin, tüm uçuş boyunca, dünyanın yüzeyine dokunmaya kadar kuyruklu yıldızdan gelen uçucuları donmuş halde tutmaya devam edecek bir kapsül gerektirmesi gerçeğiyle açıklanıyor. Hayabusa sondasının kapsülü, teknolojilerimizin kullanımıyla gerçekleşebilecek birkaç yüz santigrat dereceye kadar ısınmasını önleyen bir ısı kalkanına sahip”dedi.
CAESAR sondasının olası görünümü, NASA'nın illüstrasyonu
NASA'nın planlarına göre, CAESAR sondasının bir iyon motoru ile donatılması planlanıyor. Churyumov-Gerasimenko kuyruklu yıldızının yüzeyine nispeten hızlı bir şekilde ulaşacak. Steve Squires'ın umduğu gibi, konusunun örnekleri 2038'de Dünya'da olabilir.
