У учёных есть грандиозные идеи по исследованию внешних границ Солнечной системы

На самом деле нет неправильного ответа. Даже если вы сузите список ваших целей до внешней части Солнечной системы – планет, спутников, колец и других космических объектов – вам никогда это не надоест. Но у этого изобилия направлений в Солнечной системе, конечно же, есть и обратные стороны, поскольку мало шансов когда-либо совершить все миссии, о которых мечтают учёные. Однако, в любом случае придумывать эти миссии – жизненно важная часть исследования космоса, и учёные делают это регулярно.

Во время недавнего виртуального собрания Группы по оценке внешних планет (OPAG), научной консультативной группы, сосредоточенной на всём, что находится за поясом астероидов, учёные обсудили с аудиторией три различных концептуальных исследовательских миссии.

Десятилетний обзор, проводимый Национальными академиями наук, даёт НАСА независимую оценку приоритетов научного сообщества и рекомендации по оценке того, куда именно направлять более крупные и более мелкие миссии. А группе, составляющей десятилетний обзор, легче оценить эти приоритеты, имея представление о том, какие данные можно собрать в ходе этих миссий.

Во всех трёх концептуальных исследованиях рассматривались миссии из категории, которую НАСА называет флагманской: такие проекты, как марсоходы Curiosity и Perseverance, миссия Galileo к Юпитеру и миссия Cassini к Сатурну. Это большие миссии с огромными бюджетами (Perseverance обошёлся в 2,7 миллиарда долларов) и научными программами, а это означает, что НАСА определённо не может выполнить три задачи одновременно.

Но даже если ни одна из этих конкретных миссий не будет запущена, они всё равно могут определять направление для космических аппаратов в будущих десятилетиях, просто говоря нам о том, какая наука действительно осуществима.

Итак, давайте рассмотрим самые смелые мечты об исследовании внешних областей Солнечной системы.

Остановка первая: ледяной спутник Сатурна, Энцелад, который является одной из главных целей для поиска жизни в Солнечной системе. Миссия “Кассини”, завершившаяся в 2017 году, обнаружила убедительные доказательства того, что из-под ледяной оболочки этого спутника периодически вырываются гейзеры, что значительно упрощает изучение скрытого океана.

Но ни одна миссия никогда не отдавала приоритет этому маленькому спутнику, поэтому учёные разработали концепцию миссии, получившую название Enceladus Orbilander. Во главе с МакКенизом исследователи хотели отправить миссию, которая могла бы потенциально сказать учёным, есть ли на этом спутнике жизнь.

Enceladus Orbilander представляет собой два космических корабля в одном. Космический корабль будет сначала вращаться вокруг Сатурна, чтобы изучить его спутники, а затем в течение 200 дней займётся изучением Энцелада с расстояния, собирая материал, извергнутый гейзерами.

Затем Enceladus Orbilander сядет на поверхности для второго этапа миссии: сбора материала из которого образуется ледяная корка. Этот этап продлится ещё 150 дней. Двойной подход миссии позволит Enceladus Orbilander изучить материал в гейзерах Энцелада в различных формах.

Гипотетическая миссия будет запущена в конце 2030-х годов, достигнет системы Сатурна в середине 2040-х годов, выйдет на орбиту вокруг Энцелада в 2050 году и приземлится в следующем году. Она будет упакована множеством инструментов, предназначенных для того, чтобы сообщить учёным, есть ли жизнь на этом ледяном спутнике, включая масс-спектрометры и микроскоп. Команда оценила идею миссии примерно в 2,5 миллиарда долларов.

Если вы решите отправиться немного дальше, то вас будет ждать другая малоизученная планета и её странный украденный спутник.

Нептун и его спутник Тритон представляют собой замечательную пару целей, поскольку ни к одному из этих ледяных объектов никогда не было специальной миссии. Учёные подозревают, что самый большой спутник Нептуна – это объект, захваченный из пояса Койпера, окаймляющего планеты нашей Солнечной системы.

Концепция миссии к Тритону должна прибыть туда, когда Солнце освещает его южное полушарие, поскольку именно так был ориентирован спутник Нептуна, когда “Вояджер-2” пролетел мимо системы в 1989 году, и учёные хотят иметь возможность сравнивать ту же местность с течением времени. “Вояджер-2” запечатлел на поверхности Тритона несколько активных и много бывших шлейфов, и учёные хотят понять, как работают эти особенности.

В дополнение к изучению Нептуна, его колец и Тритона, концепция миссии, которую команда назвала Odyssey, также должна была изучить странное магнитное поле, создаваемое Нептуном, и то, как оно взаимодействует со спутником.

Odyssey проведёт четыре года, путешествуя по системе Нептуна, изучая как саму планету, так и её странный спутник, и обойдётся примерно в 3,4 миллиарда долларов. Путешествие к Нептуну займёт около 16 лет, в течение которых космический корабль сможет изучить влияние Солнца на Солнечную систему, изучить наших соседей, как если бы они были экзопланетами, и, возможно, пролететь мимо некоторых астероидов.

Третья концептуальная миссия нацелена на бывшую самую далёкую планету Плутон и её соседей. Основываясь на данных, собранных миссией New Horizons в 2015 году, эта концепция миссии, получившая название Persephone, будет вращаться вокруг крошечного мира, в частности, чтобы сообщить учёным, скрывает ли он под своей поверхностью океан. Такой подповерхностный океан может быть индикатором потенциально пригодной для жизни среды.

“Если крошечный Плутон на краю нашей Солнечной системы может оказаться океаническим миром, то, возможно, они более распространены, чем мы ожидали”, – сказал Карли Хоуетт, планетолог из Юго-Западного исследовательского института в Колорадо.

Облёт зондом New Horizons планеты позволил взглянуть на поверхность Плутона и его крупнейшего спутника Харона. Но учёным потребуется более длительное пребывание для сбора достаточного количества данных, чтобы понять, как эти два тела выглядят прямо сейчас и как они оказались в таком состоянии. Эта миссия может включать изучение атмосфер этих тел, определение наличия у Плутона магнитного поля и определение того, что находится под поверхностью этой карликовой планеты.

Как и её предшественница, Persephone также должна пролететь мимо одного или нескольких объектов пояса Койпера. Пролёт New Horizons мимо объекта под названием Аррокот был первым взглядом учёных на то, как может выглядеть такое древнее тело.

Из трёх концептуальных миссии Persephone, стоимостью 3 миллиарда долларов потребует, пожалуй, наибольшего терпения: с запуском в 2030 году потребуется как минимум 26 лет, чтобы добраться до Плутона, и 27 лет, если космический корабль сделает небольшой обходной путь, чтобы посетить пояс Койпера. После прибытия космический корабль проведёт на орбите Плутона и его спутников чуть больше трёх лет; в зависимости от запасов топлива учёные надеются отправить космический корабль для посещения второго объекта пояса Койпера, к которому он прибудет, возможно, в 2070-е годы.