ב- 20 בדצמבר 2017 החליט מינהל האווירונאוטיקה והחלל הלאומי של ארה"ב (נאס"א) על כיוון המשך התוכנית שלה שנקראת New Frontiers. תומאס צורבוקן, ראש מנהל המדע של נאס"א, דיבר על תוכניות סוכנות החלל במסיבת עיתונאים. לדבריו, תחנת החלל האוטומטית הבאה במסגרת תוכנית הגבולות החדשות תגיע או לטיטאן (לוויין של שבתאי) או לשביט צ'וריומוב-גרסימנקו. לאילו משני אובייקטים החלל הללו תחנת החלל האוטומטית תלך תתברר רק בשנת 2019.
במקרה שמומחי נאס א בוחרים בשביט, הסוכנות תשלח אליה חללית שתצטרך לקחת דגימות מפני השטח שלה ואז לשלוח אותם לכדור הארץ. פרויקט הגמר הזה נקרא CAESAR. המטרה העיקרית של משימה זו היא לאסוף תרכובות אורגניות על מנת להבין כיצד שביטים יכולים לתרום למקור החיים על הפלנטה שלנו. ראוי לציין כי בדיקת פילה, שנמסרה לפני השטח על ידי התחנה האירופית רוזטה, כבר נחתה על שביט צ'וריומוב-גרסימנקו. עם זאת, החללית הצליחה לשדר רק טלמטריה לכדור הארץ, ולאחר מכן אבד הקשר עם המכשיר. בסוף ספטמבר 2016, תחנת רוזטה הופחתה ונשלחה להתנגש בשביט.
במקרה שהבחירה של נאס א תתקבל לטובת טיטאן, תישלח אל החלל שלה החללית שפירית, שכבר נקראה מסוק גרעיני, אך כלפי חוץ היא תיראה יותר כמו ארבע. Dragonfly תצטרך לסרוק את פני השטח של טיטאן על מנת לקבוע ממה הוא עשוי בדיוק וכיצד הוא מסודר. כמו כן, מסוק החלל יצטרך לענות על השאלה: מהם תנאי האטמוספירה בלוויין זה של שבתאי. מומחים מסוכנות החלל האמריקאית סבורים כי קיימות צורות חיים מחוץ לכדור הארץ בטיטאן.
טיטניום בצבעים טבעיים (תמונה "קאסיני")
המועמדים הסופיים לתחרות על פרויקט משימות החלל הטובות ביותר במסגרת תוכנית חקר מערכות השמש החדשות היו שני צוותי פיתוח, בסך הכל השתתפו 12 מועמדים בתחרות. שני הפרויקטים שנשמעו לעיל יקבלו כ -4 מיליון דולר בשנה כדי לפתח את הפרטים והקונספט. הם חייבים לסיים את התוכניות שלהם עד יולי 2019, לאחר שלמדו את כל הסיכונים האפשריים במשימותיהם, ואז יציעו הצעה סופית. פרויקט הזוכה יושק בסוף 2025. פיתוח כל אחת מהמשימות ידרוש כ -850 מיליון דולר, פרויקט הזוכה יקבל סכום זה מנאס א, וגם הסוכנות תכסה את כל עלויות שיגור החללית הזוכה לחלל - כ -150 מיליון דולר נוספים.
כפי שמציינים מומחים, "תג המחיר" המוכרז הוא בערך פי שניים ממחירויות "אור" בחלל במסגרת תוכנית אחרת - דיסקברי, וכן פחות פי 2-4 מהתקציב של תחנות רובוטיות "דגל" וחלל נאס"א. טלסקופים. התקציב המוצהר מאפשר להציב על הגששים מערך מכשירים גדול למדי ונרחב, כמו גם מקורות כוח רדיואיזוטופים ארוכי טווח, אך מבחינת היכולות ותוחלת החיים שלהם, בדיקות אלה עדיין יהיו נחותות מספינות דגל כמו קאסיני, גלילאו ו וויאג'רים.
ראוי לציין כי במסגרת התוכנית New Frontiers, סוכנות החלל האמריקאית כבר השלימה שלוש משימות מוצלחות. אז בדיקת ג'ונו חוקרת את מסלולו של צדק, חללית אופקים חדשים פונים כעת לכיוון פלוטו, ו- OSIRIS-REx טס לאסטרואיד על מנת לקחת דגימות מפני השטח שלו.לדברי תומס זורבוכן, הסוכנות טרם קיבלה החלטה באילו רכבי שיגור ישמשו לשיגור משימה מסוימת. במקביל, הוא הביע ביטחון כי עד שיתחילו העבודות ביצירת התחנות והגשושים הנדרשים, הרקטה הכבדה SLS, כמו גם "משאיות כבדות" בחלל הפרטי יהיו מוכנים להשיק דור חדש של בדיקות אמריקאיות בין כוכביות..
מסוק גרעיני על טיטאן - משימת DragonFly
"טיטאן הוא גוף שמימי ייחודי עם אווירה צפופה, אגמים וים פחמימנים אמיתיים, מחזור חומרים ואקלים קשה. אנו מצפים להמשיך בתיק קאסיני והויגנס על מנת להבין אם יש את כל "לבני החיים" על פני השטח של טיטאן והאם יכולים להתקיים בו חיים. שלא כמו מודולי נחיתה אחרים, "השפירית" שלנו תוכל לעוף ממקום למקום, לנוע מאות קילומטרים, "- אמר ראש משימת DragonFly אליזבת צב.
השוואה בין גדלי כדור הארץ, טיטאן (משמאל למטה) והירח
טיטאן הוא הירח הגדול ביותר של שבתאי והירח השני בגודלו בכל מערכת השמש (השני רק לירח צדק גנימד). כמו כן, טיטאן הוא הגוף היחיד במערכת השמש, למעט כדור הארץ, שלגביו הוכח קיומו היציב של הנוזל על פני השטח שלו, וגם הלוויין היחיד של הפלנטה שיש לו אטמוספירה צפופה. כל זה הופך את טיטאן לאובייקט אטרקטיבי מאוד למחקר ומחקר מדעי שונים.
קוטרו של הלוויין הזה של שבתאי הוא 5152 קילומטרים, שהוא גדול ב -50% מזה של הירח, בעוד טיטאן גדול ב -80% מהלווין של כוכב הלכת שלנו. כמו כן, טיטאן גדול מכוכב הלכת מרקורי. כוח הכבידה על טיטאן הוא כשביעית מזה של כוח הכבידה של כדור הארץ. פני הלוויין מורכבים בעיקר מקרח מים וחומר אורגני משקע. הלחץ על פני השטח של טיטאן גבוה בערך פי 1.5 מהלחץ על פני כדור הארץ, טמפרטורת האוויר על פני השטח היא -170.. -180 מעלות צלזיוס. למרות הטמפרטורה הנמוכה למדי, הלוויין הזה מושווה לכדור הארץ בשלבים המוקדמים של התפתחותו. לכן, מדענים אינם שוללים את האפשרות לקיומן של צורות החיים הפשוטות ביותר על טיטאן, בפרט במאגרים התת -קרקעיים הקיימים, התנאים בהם יכולים להיות נוחים בהרבה מאשר על פני השטח שלו.
השפירית, פרי יצירתם של מדענים מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס, תהיה נחיתה רב תכליתית המצוידת במספר מדחפים המאפשרים לה להמריא ולנחות אנכית. בעתיד, הדבר יאפשר למסוק יוצא דופן לחקור את פני השטח והאווירה של טיטאן. "אחת המטרות העיקריות שלנו היא לערוך מחקר על נהרות ואגמים מתאן. אנחנו רוצים להבין מה קורה במעמקיהם ",- אמרה המנהיגה הראשית של משימת שפירית, אליזבת צב. "באופן כללי, המשימה העיקרית שלנו היא לשפוך אור על הסביבה המסתורית של לוויין שבתאי, העשיר בכימיה אורגנית ופרביוטית. אחרי הכל, טיטאן כיום הוא מעין מעבדה פלנטרית, שבה ניתן יהיה ללמוד תגובות כימיות דומות לאלו שיכולות היו לגרום למקור החיים על פני כדור הארץ ".
פרויקט כזה, אם יזכה בתחרות בשנת 2019, יהיה מאוד יוצא דופן וחדש אפילו עבור נאס א. הודות לשתי התכונות שלו, מכשיר ה- Dragonfly יוכל לנוע ממקום למקום. הראשון הוא נוכחות של תחנת כוח גרעינית, שתספק לה אנרגיה לאורך זמן רב. השני הוא קבוצה של כמה מנועי פרופלור רבי עוצמה שיכולים להרים רכב חיפושים כבד לאוויר הצפוף של טיטאן. כל זה הופך את השפירית לדומה במידה מסוימת למסוקים או לרביעיות, למעט היוצא מן הכלל שהמסוק הגרעיני בחלל יתוכנן לפעול בתנאים קשים בהרבה מאשר בכדור הארץ.
מסוק גרעיני שפירית על פני השטח של טיטאן, איור נאס א
מומחים מציינים כי מזל"ט זה יסופק במלואו עם אנרגיה המיוצרת על ידי גנרטור תרמו -אלקטרי רדיו -איזוטופי (RTG). האטמוספירה הצפופה והעבה למדי של טיטאן הופכת כל טכנולוגיה להפיכת אנרגיית השמש לאנרגיה חשמלית לא יעילה, וזו הסיבה שאנרגיה גרעינית תהפוך למקור האנרגיה הבסיסי למשימה. גנרטור דומה מותקן ברובר הסקרנות. במהלך הלילה, גנרטור כזה יוכל לטעון במלואו את סוללות המזל"ט, מה שיסייע למטוס לבצע טיסה אחת או יותר במהלך היום, עם משך כולל של עד שעה אחת.
זה ידוע כי ערכת הכלים של Dragonfly מתוכננת לכלול: ספקטרומטר גמא שיוכל לחקור את הרכב שכבת התת -קרקע של טיטאן (מכשיר זה יסייע למדענים למצוא עדויות לנוכחות של אוקיינוס נוזלי מתחת לפני הלוויין); ספקטרומטר מסה לניתוח ההרכב האיזוטופי של יסודות קלים (כגון חנקן, פחמן, גופרית ואחרים); חיישנים גיאופיזיים ומטאורולוגיים שימדדו לחץ אטמוספרי, טמפרטורה, מהירות הרוח, פעילות סייסמית; יהיו לו גם מצלמות לצילום. הניידות של "המסוק הגרעיני" תאפשר לו לאסוף במהירות דגימות שונות ולבצע את המדידות הנדרשות.
תוך שעת טיסה אחת בלבד, מכשיר זה יוכל לכסות מרחק של 10 עד 20 קילומטרים. כלומר, בטיסה אחת בלבד, מזל"ט DragonFly יוכל לכסות מרחק גדול יותר מזה שהסיירקר האמריקאי סקרנות הצליח לעשות במהלך 4 שנות שהותו על הפלנטה האדומה. ובמהלך כל משימתו בת השנתיים, "המסוק הגרעיני" יוכל לחקור שטח מרשים למדי של פני הירח של שבתאי. הודות לנוכחותה של תחנת כוח חזקה על הסיפון, הנתונים מהמכשיר, על פי צב, יועברו ישירות לכדור הארץ.
אם הפרויקט יזכה בתחרות ויקבל אישור סופי במסגרת התוכנית לחקר מערכות השמש של New Frontiers, המשימה תצא לדרך באמצע 2025. במקביל, DragonFly תגיע לטיטאן רק בשנת 2034, שם, עם התפתחות נוחה של אירועים, היא תעבוד על פני השטח שלה במשך מספר שנים.
בדרך לשביט ה"סובייטי " - משימת CAESAR
המשימה השנייה, הטוענת בימים אלה בניצחון בתחרות הגבול החדש, עשויה להיות בדיקת CAESAR - החללית הראשונה של נאס"א שנטלה דגימות של חומרים נדיפים ואורגנים מעל פני השביט ולאחר מכן חוזרת לכדור הארץ. "אפשר לקרוא לכוכבי שביט האובייקטים החשובים ביותר, אך יחד עם זאת הפחות נחקרים של מערכת השמש. שביטים מכילים את החומרים שמהם "יצרה" את כדור הארץ, והם היו גם הספקים העיקריים של חומר אורגני לכוכב הלכת שלנו. מה שונה שביטים מגופים ידועים אחרים במערכת השמש? פנים השביטים עדיין מכיל חומרים נדיפים שהיו במערכת השמש בזמן לידתו ", אמר סטיב סקוורס, ראש משימת CAESAR.
תמונת מצב של שביט צ'וריומוב-גרסימנקו שצולם ב -19 בספטמבר 2014 עם מצלמת רוזטה
לדברי ראש המחלקה הפלנטרית של נאס"א ג'ים גרין, המשימה הזו תישלח לשביט נחקר מאוד, שבסביבתו כבר ביקרה בדיקה נוספת, אנחנו מדברים על שליחות אירופאית בשם רוזטה. השביט בעל המדד 67P נקרא "סובייטי", שכן הוא התגלה על ידי אסטרונומים סובייטים. זהו שביט לתקופה קצרה עם פרק זמן של כ -6 שנים ו -7 חודשים. שביט צ'וריומוב-גרסימנקו התגלה בברית המועצות ב -23 באוקטובר 1969. הוא התגלה על ידי האסטרונום הסובייטי קלים צ'וריומוב בקייב על לוחות צילום של שביט אחר - 32P / Komas Sola, שצולמו על ידי סבטלנה גרסימנקו בספטמבר של אותה שנה במצפה אלמה -אתא (התמונה הראשונה שבה השביט החדש היה גלוי צולם ב -11 בספטמבר 1969)).אינדקס 67P פירושו כי זהו השביט הפתוח בתקופה הקצרה ה -67.
נמצא כי לשביט צ'וריומוב-גרסימנקו מבנה נקבובי, 75-78% מנפחו בטל. בצד המואר של השביט הטמפרטורות נעות בין -183 ל -143 מעלות צלזיוס. על השביט אין שדה מגנטי קבוע. על פי ההערכות האחרונות, המסה שלה היא 10 מיליארד טון (טעות המדידה מוערכת ב -10%), תקופת הסיבוב היא 12 שעות 24 דקות. בשנת 2014, באמצעות מכשיר רוזטה, הצליחו מדענים למצוא מולקולות של 16 תרכובות אורגניות על השביט, ארבע מהן - אצטון, פרופנאל, מתיל איזוציאנט ואצטמיד - לא נמצאו בעבר על שביטים.
לדברי נציגי סוכנות החלל האמריקאית, הבחירה במשימת CAESAR, שנשלחת לכוכב שביט נחקר, תאפשר להרוג שלוש ציפורים במכה אחת - הדבר הופך את המשימה לבטוחה, זולה יותר, ומאיצה גם את שיגורו. לדברי סקוויירס, גם התקנת קפסולה לאיסוף והחזרת אדמה משביט לכדור הארץ תשחק תפקיד. כמוסה זו נוצרה בעבר על ידי סוכנות החלל היפנית לצורך בדיקת Hayabusa. "הבחירה בקפסולה זו מוסברת על ידי העובדה שמשימת CAESAR דרשה קפסולה שתמשיך להחזיק נדיפים מהשביט בצורה קפואה לאורך כל הטיסה, עד לגעת בשטח כדור הארץ. הקפסולה של בדיקת Hayabusa כוללת מגן חום שמונע ממנה להתחמם עד כמה מאות מעלות צלזיוס, דבר שעלול לקרות בעזרת הטכנולוגיות שלנו ", ציין המדען האמריקאי.
מבט אפשרי של בדיקת CAESAR, איור מאת נאס א
על פי התוכניות של נאס א, בדיקת CAESAR מתוכננת להצטייד במנוע יונים. הוא יגיע מהר יחסית אל פני שטח שביט צ'וריומוב-גרסימנקו. דוגמאות לעניין שלה, כפי שמקווה סטיב סקווירס, יכולות להיות בכדור הארץ בשנת 2038.
