La misión New Horizons de la NASA nos enseñó mucho sobre Plutón, el planeta enano de hielo. Pero la nave espacial pasó a toda velocidad por Plutón tan rápido que solo obtuvimos imágenes de alta resolución de un lado del planeta, el llamado 'lado del encuentro'. New Horizons nos dio un gran salto en la comprensión, pero en cierto modo, hizo más preguntas de las que respondió.
El siguiente paso es claramente un orbitador, y ahora la NASA está comenzando a considerar seriamente uno.
La NASA ha dado el Instituto de Investigaciones del Suroeste (SwRI) para comenzar a desarrollar la idea. SwRI tiene la tarea de investigar 'los atributos importantes, la viabilidad y el costo de una posible misión futura en el orbitador Plutón'.
New Horizons capturó muchas imágenes de alta resolución del lado cercano o del lado del encuentro. Pero las imágenes del lado lejano tienen una resolución mucho más baja porque la nave espacial aceleró muy rápido. Imagen: NASA / JPL / New Horizons
Está lejos de ser una cosa segura. Este estudio es uno de los 10 aprobados por la NASA antes del próximo Encuesta Decenal de Ciencias Planetarias . El estudio desarrollará requisitos de diseño para un orbitador y su carga útil, realizará algunas estimaciones de costos preliminares y evaluará los riesgos de las nuevas tecnologías necesarias para la misión. Los resultados de este estudio se entregarán al Estudio Decenal Planetario de la Academia Nacional que comienza en 2020.
New Horizons visitó Plutón antes de adentrarse más en el Cinturón de Kuiper y visitar 2014 MU69, un Objeto del Cinturón de Kuiper (KBO) también conocido como Ultima Thule . La nave espacial puede incluso visitar un tercer KBO. El Orbitador Plutón propuesto seguiría un camino similar.
Un mosaico global de Plutón. El centro de la imagen es el lado de encuentro de Plutón, donde New Horizons pudo capturar altas resoluciones a medida que pasaba a toda velocidad. A la derecha y a la izquierda están el lado sin encuentro, fotografiado con una resolución mucho más baja cuando New Horizons estaba más lejos. Créditos de imagen: NASA / Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins / Southwest Research Institute / Ross Beyer
'Estamos entusiasmados de tener esta oportunidad de informar las deliberaciones de la encuesta decenal con este estudio', dijo la Dra. Carly Howett de SwRI, quien dirige el esfuerzo. 'El concepto de nuestra misión es enviar una sola nave espacial a orbitar Plutón durante dos años terrestres antes de separarse para visitar al menos un planeta enano KBO y otro KBO'.
El trabajo anterior del SwRI en un orbitador de Plutón sentó las bases para este estudio. En 2018, SwRI usó sus propios fondos de investigación para desarrollar la idea de una gira orbital que puede investigar a Plutón y luego adentrarse más en el Cinturón de Kuiper.
'... es posible utilizar ayudas de gravedad de la luna más grande de Plutón, Caronte, para escapar de la órbita de Plutón y regresar al Cinturón de Kuiper ...'
Dr. Alan Stern, Instituto de Investigaciones del Suroeste
'En un estudio financiado por SwRI que precedió a este nuevo estudio financiado por la NASA, desarrollamos un recorrido orbital del sistema Plutón, mostrando que la misión era posible con vehículos de lanzamiento de capacidad planificada y sistemas de propulsión eléctrica existentes', dijo el Dr. Alan Stern, investigador principal de SwRI. de la misión New Horizons, así como del estudio financiado por SwRI. “También demostramos que es posible utilizar la asistencia gravitatoria de la luna más grande de Plutón, Caronte, para escapar de la órbita de Plutón y regresar al Cinturón de Kuiper para la exploración de más KBO como MU69 y al menos un planeta enano más para compararlo con Plutón. '
El obstáculo clave en una misión orbitadora a Plutón es el propulsor. Se necesita mucho propulsor para orbitar alrededor de Plutón y estudiar sus lunas, su atmósfera, las interacciones del viento solar y otros aspectos del sistema de Plutón. Pero el estudio de 2018 mostró que un orbitador de Plutón podría usar ayudas de gravedad del satélite de Plutón. Caronte estudiar a Plutón durante varios años, y podría usar la misma ayuda de gravedad para adentrarse más en el Cinturón de Kuiper. Esto es similar a cómo la misión Cassini usó la gran luna Titán de Saturno.
Esta imagen del lado del encuentro de Plutón se tomó solo unos minutos después de que New Horizons estaba en su máxima aproximación. Un orbitador permitiría una investigación más amplia. Crédito: NASA / JHUAPL / SwRI.
'Esto es innovador', dijo Stern sobre el Estudio 2018 . “Anteriormente, la NASA y la comunidad científica planetaria pensaban que el siguiente paso en la exploración del Cinturón de Kuiper sería elegir entre 'profundizar' en el estudio de Plutón y sus lunas o 'ampliar' examinando objetos más pequeños del Cinturón de Kuiper y otro planeta enano para comparación con Plutón. La comunidad científica planetaria debatió cuál era el siguiente paso correcto. Nuestros estudios muestran que puedes hacer ambas cosas en una sola misión: es un cambio de juego '.
El plan de 2018 también permitió un encuentro cercano con Caronte, el satélite más grande de Plutón, así como con otros sobrevuelos lunares.
Una imagen en color mejorado de Charon de New Horizons. Crédito de la imagen: Por NASA / Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins / Southwest Research Institute - http://pluto.jhuapl.edu/Multimedia/Science-Photos/image.php?gallery_id=2&image_id=323 (ver también http: // photojournal .jpl.nasa.gov / catalog / PIA19968), dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=43899990
Tiffany Finley es líder de software en la División de Ingeniería y Ciencias Espaciales de SwRI. 'Esta gira está lejos de estar optimizada, sin embargo, es capaz de hacer cinco o más sobrevuelos de cada una de las cuatro lunas pequeñas de Plutón, mientras examina las regiones polares y ecuatoriales de Plutón utilizando cambios de plano', dijo Finley. 'El plan también permite un encuentro cercano extenso con Caronte antes de sumergirse en la atmósfera de Plutón para tomar muestras antes de que la nave use Caronte por última vez para escapar al Cinturón de Kuiper para nuevas asignaciones', dijo.
El estudio de 2018 también mostró que un Pluto Orbiter podría usar el mismo sistema de propulsión de iones de xenón como la misión Dawn para viajar a otros Objetos del Cinturón de Kuiper. También mostró que el orbitador podría entrar en órbita alrededor de otro planeta enano en el Cinturón de Kuiper.
New Horizons nos dio nuestro primer vistazo a la superficie activa de Plutón. Como una lámpara de lava cósmica, una gran sección de la superficie helada de Plutón en el Sputnik Planum se renueva constantemente mediante un proceso llamado convección que reemplaza los hielos superficiales más antiguos con material más fresco. Un orbitador nos ayudaría a comprender esta y muchas otras características de Plutón. Crédito: NASA / Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins / Southwest Research Institute.
'¿Quién hubiera pensado que una sola misión utilizando motores de propulsión eléctrica ya disponibles podría hacer todo esto?' Stern dijo sobre el estudio de 2018. “Ahora que nuestro equipo ha demostrado que la comunidad científica planetaria no tiene que elegir entre un orbitador de Plutón o sobrevuelos de otros cuerpos en el Cinturón de Kuiper, pero puede tener ambos, llamo a esta misión combinada el 'estándar de oro' para el futuro Plutón. y exploración del cinturón de Kuiper '.
Hay varios obstáculos a los que debe enfrentarse un Pluto Orbiter. Uno es la comunicación de datos. New Horizons solo tenía 16 GB de almacenamiento de datos y tardó 16 meses en transmitir todos sus datos del sobrevuelo de Plutón a la Tierra. Eso obviamente no funcionará para un orbitador. Es una cuestión sencilla aumentar el almacenamiento de datos, pero se necesitará un sistema de transmisión de datos mucho más potente.
New Horizons es una nave espacial bastante pequeña, por lo que es su plato. Un Pluto Orbiter necesitaría un sistema de transmisión de datos mucho más grande y potente. Crédito de imagen: Por NASA - http://mediaarchive.ksc.nasa.gov/detail.cfm?mediaid=27362, dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=401365
Es una buena señal que la NASA haya decidido financiar un estudio más detallado sobre la propuesta del Orbitador Plutón de SwRI. SwRI tiene un sólido historial de gestión de misiones, incluidos Juno, New Horizons y IBEX . También han desarrollado tecnologías e instrumentos para múltiples misiones de la NASA y la ESA.
Gracias a New Horizons, sabemos que Plutón es mucho más complejo de lo que pensábamos. Sabemos que la superficie de Plutón es mucho más activa de lo que podríamos haber imaginado. Sabemos que Plutón tiene atmósfera y creemos que Plutón alguna vez tuvo líquido en su superficie. Plutón también puede tener un océano subterráneo , posiblemente vinculado al llamado corazón de Plutón, el Región de Tombaugh.
Cerca de la parte posterior de Plutón tomada por New Horizons muestra múltiples capas de neblina en su atmósfera principalmente de nitrógeno. Crédito: NASA / Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins / Southwest Research Institute.
New Horizons realmente solo nos dio una instantánea de Plutón. Es una instantánea extremadamente atractiva, pero el sobrevuelo solo duró unas 24 horas y hay mucho más que aprender.
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