Η NASA προετοιμάζεται για την εκτόξευση της πέμπτης αποστολής New Frontiers , NF-5 , με στόχο την εξερεύνηση επιστημονικών στόχων υψηλής προτεραιότητας σε όλο το ηλιακό σύστημα. Αυτή η επόμενη φάση του οδικού χάρτη της πλανητικής επιστήμης του οργανισμού δημιουργεί ήδη έντονη προσμονή στην ερευνητική κοινότητα και αναμένεται να ανακοινωθεί επίσημα όχι νωρίτερα από το 2026.

Οι έννοιες της αποστολής που εξετάζονται σκιαγραφήθηκαν σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences .

Το πρόγραμμα New Frontiers διαδραματίζει στρατηγικό ρόλο στην αρχιτεκτονική εξερεύνησης της NASA. Τοποθετημένες μεταξύ των μικρότερων αποστολών κατηγορίας Discovery και των δαπανηρών εγχειρημάτων της ναυαρχίδας, οι αποστολές NF έχουν σχεδιαστεί για να απαντούν σε μεγάλα επιστημονικά ερωτήματα χρησιμοποιώντας αποστολές μεσαίας κλίμακας με επικεφαλής τους κύριους ερευνητές. Αυτές οι αποστολές καθοδηγούνται από τους στόχους ύψιστης προτεραιότητας που προσδιορίζονται στο Decadal Survey της NASA – μια συναινετική έκθεση από την κοινότητα της πλανητικής επιστήμης σχετικά με το πού η NASA πρέπει να επικεντρώσει τους πόρους της.

Ο κύκλος της αποστολής NF-5 θα διαφέρει από τους προηγούμενους γύρους με την ενσωμάτωση νέων τεχνολογικών δυνατοτήτων και επιστημονικών προτεραιοτήτων που ενημερώνονται από τα τελευταία ευρήματα της πλανητικής επιστήμης. Σύμφωνα με την Δρ. Lori Glaze , διευθύντρια του Τμήματος Πλανητικής Επιστήμης της NASA, αυτές οι καινοτομίες επιτρέπουν στον οργανισμό να εξετάσει στόχους και τύπους αποστολών που δεν θα ήταν εφικτές σε προηγούμενους κύκλους σχεδιασμού.

Η επικάλυψη στα χρονοδιαγράμματα σχεδιασμού μεταξύ του NF-5 και του επόμενου κύκλου NF-6 παρέχει επίσης στις ομάδες αποστολής μεγαλύτερη ευελιξία για τη συγκέντρωση ολοκληρωμένων, προνοητικών προτάσεων που θα μπορούσαν να προωθήσουν σημαντικά την κατανόησή μας για τα πλανητικά συστήματα.

Στόχοι εξωτερικού ηλιακού συστήματος: παγωμένα φεγγάρια, ηφαιστειακοί κόσμοι και υπολείμματα κομητών

Ένα από τα κεντρικά επιστημονικά ενδιαφέροντα για το NF-5 είναι το εξωτερικό ηλιακό σύστημα , όπου βρίσκονται μερικά από τα πιο αινιγματικά και γεωλογικά ενεργά σώματα στον κατάλογο της NASA. Μεταξύ των κορυφαίων διεκδικητών είναι το Io Observer , μια αποστολή που επικεντρώνεται στο ηφαιστειακό φεγγάρι του Δία, Ιώ, το οποίο έχει ενθουσιάσει τους επιστήμονες με την ακραία γεωφυσική του δραστηριότητα. Η αποστολή θα εξετάσει μακροχρόνια ερωτήματα σχετικά με την παλιρροιακή θέρμανση, την εσωτερική δυναμική και τις διαδικασίες ανανέωσης της επιφάνειας.

«Οι γενικοί στόχοι του Io Observer συνεχίζουν να αντιμετωπίζουν επιστημονικά ερωτήματα προτεραιότητας σε πολλές δεκαετίες», έγραψαν οι Εθνικές Ακαδημίες Επιστημών, Μηχανικής και Ιατρικής , υπογραμμίζοντας την επιστημονική αξία μιας τέτοιας αποστολής.

Άλλες έννοιες επικεντρώνονται στον Εγκέλαδο , ένα φεγγάρι του Κρόνου που συνεχίζει να εκπέμπει νέφη υδρατμών – μια ένδειξη ενός υποεπιφανειακού ωκεανού. Η δειγματοληψία ή η απεικόνιση του μάγματος θα μπορούσε να δώσει πληροφορίες για το εσωτερικό του φεγγαριού και εάν θα μπορούσε να υποστηρίξει τη μικροβιακή ζωή.

Υπάρχει επίσης ενδιαφέρον για την εξερεύνηση σωμάτων Κενταύρων και κομητών , ιδιαίτερα για αποστολές που θα μπορούσαν να πραγματοποιήσουν προσγειώσεις στην επιφάνεια ή επιστροφές δειγμάτων. Αυτά τα μικρά, παγωμένα υπολείμματα του πρώιμου ηλιακού συστήματος προσφέρουν την ευκαιρία να διερευνηθεί το αρχέγονο υλικό σε μεγάλο βαθμό αμετάβλητο από τον σχηματισμό του συστήματος. Μελετώντας τη σύνθεση, τη δομή και την εξέλιξή τους, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να αποκτήσουν ζωτικές ενδείξεις για τα πρώιμα στάδια της πλανητικής ανάπτυξης.

Εκτός από τις αποστολές με επίκεντρο το φεγγάρι, το NF-5 περιλαμβάνει ισχυρή υποστήριξη για προτάσεις που θα τοποθετούσαν όργανα απευθείας στις ατμόσφαιρες των γιγάντων αερίου , ιδιαίτερα του Κρόνου . Ένας αποκλειστικός ανιχνευτής του Κρόνου θα παρείχε δεδομένα για τη χημική σύνθεση του πλανήτη, τις κλίσεις θερμοκρασίας, τα στρώματα νεφών και τη βαθύτερη ατμοσφαιρική δυναμική.

Μια τέτοια αποστολή θα συμπλήρωνε τα υπάρχοντα δεδομένα από το Cassini και θα βοηθούσε τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τη δομή των γιγάντων αερίων και τις διαδικασίες που διέπουν την ατμοσφαιρική τους συμπεριφορά. Η έλλειψη επιτόπιων ατμοσφαιρικών μετρήσεων από τον Κρόνο από την κατάδυση του Cassini στο τέλος της ζωής του το 2017 υπογραμμίζει την επιστημονική ανάγκη για μια νέα αποστολή ανιχνευτή.

Ανανεωμένη επιστημονική εστίαση στη Σελήνη

Το NF-5 αναμένεται επίσης να παρουσιάσει προτάσεις με έμφαση στη σεληνιακή επιστήμη . Μια εξέχουσα ιδέα είναι το Σεληνιακό Γεωφυσικό Δίκτυο , το οποίο θα τοποθετούσε μια σειρά από επιστημονικά όργανα σε πολλαπλές θέσεις στην επιφάνεια της Σελήνης . Αυτά τα όργανα θα μπορούσαν να συλλέξουν σεισμικά δεδομένα, ροή θερμότητας και μαγνητικά δεδομένα για να χαρτογραφήσουν την εσωτερική δομή της Σελήνης , με επίπεδο λεπτομέρειας πολύ πέρα ​​από αυτό που είχε επιτευχθεί προηγουμένως.

Αυτά τα γεωφυσικά δεδομένα θα εξυπηρετούσαν πολλαπλούς επιστημονικούς και επιχειρησιακούς στόχους, από την κατανόηση του σχηματισμού και της θερμικής εξέλιξης της Σελήνης μέχρι την υποστήριξη μελλοντικών αποστολών με το πλήρωμα Artemis με τον εντοπισμό σταθερών ή πλούσιων σε πόρους περιοχών της σεληνιακής επιφάνειας.

Τι ξεχωρίζει το NF-5 από τις προηγούμενες αποστολές

Ενώ κάθε κύκλος New Frontiers έχει εισαγάγει έννοιες αποστολών υψηλής πρόσκρουσης, το NF-5 διαμορφώνεται από νέες δυνατότητες στα όργανα, το σχεδιασμό διαστημικών σκαφών και τα συστήματα πρόωσης . Αυτές οι τεχνολογίες επιτρέπουν αποστολές μεγαλύτερης διάρκειας, πιο ακριβή στόχευση και πολύπλοκα ωφέλιμα φορτία που μπορούν να προσαρμοστούν στις μεταβαλλόμενες παραμέτρους της αποστολής ή να επιδιώκουν πολλαπλούς στόχους ταυτόχρονα.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό του σχεδιασμού του NF-5 είναι η έμφαση που δίνει στην ποικιλία των στόχων της αποστολής που κυμαίνονται από τα σώματα εσωτερικού ηλιακού συστήματος (όπως η Σελήνη) έως τα μακρινά παγωμένα φεγγάρια και γίγαντες αερίων. Η NASA στοχεύει να κατασκευάσει ένα ευρύ σύνολο δεδομένων που αντανακλά την πολυπλοκότητα και την ποικιλία του σχηματισμού και της εξέλιξης των πλανητών σε όλο το ηλιακό σύστημα.

photo: pixabay