NASA SEKARANG MEMPERTIMBANGKAN MISI PLUTO ORBITER

Send

Misi New Horizons NASA mengajari kami banyak hal tentang Pluto, planet kerdil es. Tapi pesawat ruang angkasa melaju melewati Pluto dengan sangat cepat, kami hanya mendapatkan gambar resolusi tinggi dari satu sisi planet ini, yang disebut "sisi pertemuan". New Horizons memberi kami lompatan besar dalam pemahaman, tetapi sedikit banyak, ia mengajukan lebih banyak pertanyaan daripada yang dijawab.

Langkah selanjutnya jelas merupakan pengorbit, dan sekarang NASA mulai serius mempertimbangkannya.

NASA telah memberikan dana kepada Southwest Research Institute (SwRI) untuk mulai mengembangkan gagasan itu. SwRI ditugaskan untuk menyelidiki "atribut-atribut penting, kelayakan, dan biaya kemungkinan misi pengorbit Pluto di masa depan."

Itu jauh dari hal yang pasti. Studi ini adalah satu dari 10 yang disetujui oleh NASA sebelum Survei Decadal Sains Planet berikutnya. Studi ini akan mengembangkan persyaratan desain untuk pengorbit dan muatannya, membuat beberapa perkiraan biaya awal, dan menilai risiko untuk teknologi baru yang dibutuhkan untuk misi. Hasil penelitian ini akan dikirim ke Studi Decadal Planetary National Academy yang dimulai pada tahun 2020.

New Horizons mengunjungi Pluto sebelum menuju lebih dalam ke Sabuk Kuiper dan mengunjungi MU69 2014, Obyek Sabuk Kuiper (KBO) yang juga dikenal sebagai Ultima Thule. Wahana antariksa itu bahkan dapat mengunjungi KBO ketiga. Pluto Orbiter yang diusulkan akan mengikuti jalur yang sama.

“Kami sangat senang memiliki kesempatan ini untuk menginformasikan pertimbangan survei dekadal dengan penelitian ini,” kata Dr. Carly Howett dari SwRI, yang memimpin upaya ini. "Konsep misi kami adalah mengirim satu pesawat ruang angkasa ke orbit Pluto selama dua tahun Bumi sebelum melepaskan diri untuk mengunjungi setidaknya satu KBO dan satu planet kerdil KBO lainnya."

Karya SwRI sebelumnya tentang pengorbit Pluto meletakkan dasar untuk penelitian ini. Pada tahun 2018, SwRI menggunakan dana penelitian mereka sendiri untuk mengembangkan ide untuk tur orbital yang dapat menyelidiki Pluto kemudian menuju ke Sabuk Kuiper.

"... adalah mungkin untuk menggunakan bantuan gravitasi dari bulan terbesar Pluto, Charon, untuk melarikan diri dari orbit Pluto dan untuk kembali ke Sabuk Kuiper ..."
Alan Stern, Lembaga Penelitian Barat Daya

“Dalam sebuah studi yang didanai SwRI yang mendahului studi baru yang didanai NASA ini, kami mengembangkan tur orbital sistem Pluto, menunjukkan bahwa misi itu dimungkinkan dengan kendaraan peluncuran kemampuan yang direncanakan dan sistem propulsi listrik yang ada,” kata Dr. Alan Stern dari SwRI, peneliti utama SwRI. misi New Horizons serta studi yang didanai SwRI. “Kami juga menunjukkan kemungkinan untuk menggunakan bantuan gravitasi dari bulan terbesar Pluto, Charon, untuk melarikan diri dari orbit Pluto dan kembali ke Sabuk Kuiper untuk mengeksplorasi lebih banyak KBO seperti MU69 dan setidaknya satu lagi planet kerdil untuk dibandingkan dengan Pluto. ”

Rintangan kunci dalam misi pengorbit ke Pluto adalah propelan. Dibutuhkan banyak propelan untuk mengorbit di sekitar Pluto dan mempelajari bulan-bulannya, atmosfernya, interaksi angin matahari, dan aspek-aspek lain dari sistem Pluto. Tetapi studi tahun 2018 menunjukkan bahwa pengorbit Pluto dapat menggunakan bantuan gravitasi dari satelit Charon untuk mempelajari Pluto selama beberapa tahun, dan dapat menggunakan bantuan gravitasi yang sama untuk menuju lebih dalam ke Sabuk Kuiper. Ini mirip dengan bagaimana misi Cassini menggunakan Titan bulan besar Saturnus.

"Ini adalah terobosan," kata Stern tentang studi 2018. “Sebelumnya, NASA dan komunitas sains planet mengira langkah selanjutnya dalam eksplorasi Sabuk Kuiper adalah memilih antara 'berjalan jauh' dalam studi Pluto dan bulan-bulannya atau 'melebar' dengan memeriksa objek Sabuk Kuiper yang lebih kecil dan planet kerdil lainnya untuk dibandingkan dengan Pluto. Komunitas sains planet memperdebatkan yang merupakan langkah tepat berikutnya. Studi kami menunjukkan Anda dapat melakukan keduanya dalam satu misi: itu adalah pengubah permainan. "

Rencana 2018 juga memungkinkan untuk pertemuan dekat dengan Charon, satelit terbesar Pluto, serta flybun bulan lainnya.

Tiffany Finley adalah pemimpin perangkat lunak di Divisi Sains dan Teknik Luar Angkasa SwRI. “Tur ini masih jauh dari optimal, namun mampu membuat lima atau lebih flybys dari masing-masing empat bulan kecil Pluto, sambil memeriksa wilayah kutub dan khatulistiwa Pluto menggunakan perubahan pesawat,” kata Finley. "Rencana itu juga memungkinkan untuk pertemuan jarak dekat yang luas dengan Charon sebelum masuk ke atmosfer Pluto untuk pengambilan sampel sebelum kapal menggunakan Charon untuk terakhir kalinya melarikan diri ke Sabuk Kuiper untuk tugas baru," katanya.

Studi 2018 juga menunjukkan bahwa Pluto Orbiter dapat menggunakan sistem propulsi ion xenon yang sama dengan misi Dawn untuk melakukan perjalanan ke Objek Sabuk Kuiper lainnya. Ini juga menunjukkan bahwa pengorbit bisa memasuki orbit di sekitar planet kerdil lain di Sabuk Kuiper.

"Siapa yang akan mengira bahwa satu misi menggunakan mesin penggerak listrik yang sudah tersedia bisa melakukan semua ini?" Stern mengatakan tentang studi 2018. “Sekarang tim kami telah menunjukkan bahwa komunitas sains planet tidak harus memilih antara pengorbit Pluto atau flybys dari badan lain di Sabuk Kuiper, tetapi dapat memiliki keduanya, saya menyebut misi gabungan ini 'standar emas' untuk Pluto di masa depan dan eksplorasi Sabuk Kuiper. "

Ada beberapa kendala yang perlu dihadapi oleh Pluto Orbiter. Salah satunya adalah komunikasi data. New Horizons hanya memiliki 16 GB penyimpanan data dan membutuhkan waktu 16 bulan untuk mengirimkan semua datanya dari penerbangan Pluto kembali ke Bumi. Itu jelas tidak akan berhasil untuk pengorbit. Ini masalah sederhana untuk meningkatkan penyimpanan data, tetapi sistem transmisi data yang jauh lebih kuat akan dibutuhkan.

Ini adalah pertanda baik bahwa NASA telah memutuskan untuk mendanai penelitian yang lebih terperinci ke proposal Pluto Orbiter SwRI. SwRI memiliki rekam jejak yang kuat dalam manajemen misi, termasuk Juno, New Horizons, dan IBEX. Mereka juga mengembangkan teknologi dan instrumen untuk beberapa misi NASA dan ESA.

Berkat New Horizons, kami tahu bahwa Pluto jauh lebih kompleks daripada yang kami kira. Kami tahu bahwa permukaan Pluto jauh lebih aktif daripada yang bisa kami bayangkan. Kita tahu bahwa Pluto memiliki atmosfer, dan kami berpikir bahwa Pluto pernah memiliki cairan di permukaannya. Pluto mungkin juga memiliki lautan di bawah permukaan, yang kemungkinan terkait dengan apa yang disebut jantung Pluto, Wilayah Tombaugh.

New Horizons benar-benar hanya memberi kami snapshot Pluto. Ini snapshot yang sangat memikat, tetapi flyby hanya bertahan sekitar 24 jam, dan masih banyak yang bisa dipelajari.