Как да изпратим космически апарат до Нептун за без пари

Авиокосмически инженери предлагат начин да се изпрати мисия за изследване на Нептун само за част от очакваните разходи – като се използва атмосферата на Тритон за спирачната маневра. Дали някой ще пожелае да хвърли заровете на един все пак много скъп проект, който да прелети над гигантския спътник точно по посока Нептун, предстои да разберем, но това може поне да подтикне към разговори за други подобни мисии.

Тритон заснет от апарата Вояджър 2

Днешните времена са тежки, ако искате да изучавате външната част на Слънчевата система с космически апарат. Юпитер има един орбитален апарат, един на път и един, който ще бъде изстрелян догодина. Трудно е да се запомнят всички мисии до Марс, а отделно Венера също получава внимание. И все пак Сатурн, Уран и Нептун не само си нямат гости, но няма и да си имат най-рано до 2034 г.

Планетарните учени продължават да откриват интересни неща в старите данни от „Вояджър 2“ и да обосновават необходимостта от изпращане на орбитален апарат поне до един от ледените гиганти, но досега апелите им остават без отговор. Основната причина е, че е много скъпо да се направи нещо повече от кратко посещение на такива далечни светове. Докторантът Якоб Бризби и д-р Джеймс Лайн от Университета на Тенеси в Ноксвил обаче предлагат ново решение в свой скорошен доклад.

Вояджър 2 преминава покрай всичките четири гигантски планети с технология от 70-те години на миналия век, но това е било възможно, защото не се е опитвал да спре. За да влезете в орбита около далечна планета, е необходимо или да пътувате дотам много бавно, както прави JUICE, или да носите много гориво, за да можете да забавите драстично, когато стигнете дотам. Последният вариант е особено скъп, тъй като горивото увеличава теглото и разходите за изстрелване.

Бризби и Лайн се замислят дали пък няма друг начин за намаляване на скоростта. Атмосферата е доста добър вариант, както може да ви каже всеки парашутист. Приближаването до Нептун или Уран достатъчно, че техните атмосфери да забавят апарата, почти сигурно е нежизнеспособно, но те твърдят, че Тритон би могъл да бъде опция.

Спътникът на Сатурн Титан често се определя като единственият спътник в Слънчевата система, който има атмосфера, но това не е съвсем така. Всички по-големи луни имат някакъв заобикалящ ги газ, но плътността му е много ниска.

Атмосферата на Тритон е около 100 000 пъти по-рядка от тази на Титан – но това все пак може потенциално да бъде достатъчно, за да има необходимия ефект върху апарата, ако той разгърне парашут или нещо подобно, за да увеличи максимално съпротивлението.

Идеята има допълнителен потенциал, тъй като Тритон е единствената голяма луна с ретроградна орбита, която обикаля в обратна посока на планетата си и на повечето по-малки луни. Това улеснява приближаването на космическия апарат към системата, движещ се в същата посока като Тритон, като свежда до минимум относителните им скорости, а следователно и напрежението, което атмосферата би оказала върху апарата.

LOFTID

Миналата година НАСА тества аероплана LOFTID – надуваем кораб, чието предно тяло е копие на входния апарат на „Викинг“ от 70-те години на миналия век. Неговото навлизане в горните слоеве на земната атмосфера демонстрира способността на подобни машини да използват много разредената атмосфера, за да забавят движението си, без да прегреят. Бризби и Лайн използват неговия дизайн като основа за своя модел в статията си (която предстои да бъде рецензирана).

Този техен модел разкрива, че теоретично е възможно да се използва преминаване в горните слоеве на атмосферата на Тритон, за да се забави космически кораб до точката, в която вече ще може да бъде прихванат от гравитацията на Нептун. Трудното е да се пристигне в правилната точка от орбитата на Тритон, да се заходи към него под правилния ъгъл и да се навлезе в атмосферата на подходяща височина. Колкото по-бързо се движи космическият кораб, толкова по-малък е прозорецът, през който планът може да сработи, без да изгори или да напусне Тритон с твърде голяма скорост и да отлети в необятния космос.

Дори при използването на подобен метод Бризби и Лайн предвиждат, че ще са необходими 15 години, за да се стигне до Нептун, но това все пак е много по-бързо от алтернативните подходи. В края на краищата на JUICE са необходими 8 години, за да стигне до Юпитер, който е само на 1/7 от разстоянието.