Em 30 anos, uma missão de exploração espacial movida a energia nuclear para Netuno e suas luas pode começar a revelar alguns dos segredos mais esquivos de nosso sistema solar sobre a formação de seus planetas - e recentemente descobertos que se desenvolveram em torno de outras estrelas.
Essa visão do futuro é o foco de um estudo de planejamento de 12 meses, conduzido por uma equipe diversificada de especialistas liderada pela Boeing Satellite Systems e financiada pela NASA. É um dos 15 estudos da "Missão de Visão" que visa desenvolver conceitos nos planos de exploração espacial de longo prazo dos Estados Unidos. O membro da equipe de Netuno e o cientista de rádio Paul Steffes, da Escola de Engenharia Elétrica e de Computação do Instituto de Tecnologia da Geórgia, chama a missão de "a última palavra em exploração espacial".
A NASA voou extensas missões para Júpiter e Saturno, conhecidas como "gigantes do gás" porque são predominantemente compostas de hidrogênio e hélio. Até 2012, essas investigações terão produzido informações significativas sobre as propriedades químicas e físicas desses planetas. Pouco se sabe sobre Netuno e Urano - os "gigantes do gelo".
"Como estão mais distantes, Netuno e Urano representam algo que contém mais do original - para usar um 'Carl Saganism' - 'material solar' ou a nebulosa que se condensou para formar planetas", disse Steffes. “Netuno é um planeta mais bruto. É menos influenciado por materiais próximos ao sol e teve menos colisões com cometas e asteróides. É mais representativo do sistema solar primordial do que Júpiter ou Saturno. "
Além disso, como Netuno é tão frio, sua estrutura é diferente de Júpiter e Saturno. Uma missão para investigar a origem e a estrutura de Netuno - que deve ser lançada entre 2016 e 2018 e chegar por volta de 2035 - aumentará a compreensão dos cientistas sobre a formação planetária diversificada em nosso sistema solar e em outros, observou Steffes.
A equipe da missão também está interessada em explorar as luas de Netuno, especialmente Triton, que os cientistas planetários acreditam ser um objeto do cinturão de Kuiper. Essas bolas de gelo são microplanetas que podem ter até 1.000 quilômetros de diâmetro e geralmente são encontradas nas regiões ultraperiféricas do nosso sistema solar. Com base em estudos realizados até hoje, os cientistas acreditam que Triton não foi formado a partir de materiais de Netuno, como a maioria das luas que orbitam planetas em nosso sistema solar. Em vez disso, Triton é provavelmente um objeto do cinto Kuiper que foi acidentalmente puxado para a órbita de Netuno.
"Triton foi formado no espaço", disse Steffes. “Nem sequer é um parente próximo de Netuno. É uma criança adotada? Acreditamos que os objetos do cinturão Kuiper, como o Triton, foram fundamentais para o desenvolvimento do nosso sistema solar, por isso há muito interesse em visitar o Triton. ”
Embora eles enfrentem uma série de desafios técnicos - incluindo o projeto da sonda de entrada e o desenvolvimento de telecomunicações e instrumentos científicos - a equipe da Missão de Visão de Netuno desenvolveu um plano inicial. Os membros da equipe, incluindo Steffes, o apresentaram neste outono em uma variedade de reuniões científicas para incentivar o feedback de outros especialistas. Em 17 de dezembro, eles o apresentarão novamente na reunião anual da União Geofísica Americana. Suas recomendações finais devem ser entregues à NASA em julho de 2005.
O plano é baseado na disponibilidade da tecnologia de propulsão nuclear-elétrica em desenvolvimento no Projeto Prometheus da NASA. Um foguete químico tradicional lançaria a espaçonave da órbita terrestre. Então, um sistema de propulsão elétrica alimentado por um pequeno reator de fissão nuclear - uma tecnologia modificada do tipo submarino - levaria a espaçonave ao seu alvo no espaço profundo. O sistema de propulsão geraria impulso expulsando partículas carregadas eletricamente chamadas íons de seus motores.
Devido à grande carga científica que uma espaçonave de propulsão nuclear-elétrica pode transportar e alimentar, a missão Neptune é uma grande promessa de descoberta científica, disse Steffes.
A missão empregará sensores elétricos e ópticos a bordo do orbital e três sondas para detectar a natureza da atmosfera de Netuno, disse Steffes, especialista em detecção remota por rádio de atmosferas planetárias. Especificamente, a missão coletará dados sobre as taxas elementares atmosféricas de Netuno em relação ao hidrogênio e as principais taxas isotópicas, bem como a gravidade e os campos magnéticos do planeta. Ele investigará a dinâmica da circulação atmosférica global, meteorologia e química. Em Triton, dois landers coletarão informações atmosféricas e geoquímicas perto de gêiseres na superfície.
As três sondas de entrada da missão serão lançadas na atmosfera de Netuno em três latitudes diferentes - a zona equatorial, uma latitude média e uma região polar. Os projetistas de missões enfrentam o desafio de transmitir dados das sondas através da atmosfera de absorção de rádio de Neptune. O laboratório de Steffes, na Georgia Tech, conduziu uma extensa pesquisa e obteve uma compreensão completa de como resolver esse problema, observou ele.
A equipe da missão ainda está discutindo até que ponto as sondas devem ser implantadas na atmosfera de Netuno para obter dados científicos significativos. "Se escolhermos uma frequência suficientemente baixa de sinais de rádio, podemos descer para 500 a 1.000 atmosferas terrestres, que são 7.500 libras de pressão por polegada quadrada (PSI)", explicou Steffes. "Essa pressão é semelhante à que um submarino experimenta no fundo do oceano."
No entanto, essa profundidade provavelmente não será necessária, de acordo com os modeladores atmosféricos da equipe da missão, disse Steffes. As sondas poderão obter a maioria das informações em apenas 100 atmosferas terrestres, ou 1.500 PSI.
Fonte original: Georgia Tech News Release
