Прыжок на Тритон: как NASA планировало исследовать спутник Нептуна с помощью «Хоппера»
Тритон, самый большой спутник Нептуна, является одним из наиболее интересных мест в Солнечной системе. Несмотря на свою труднодоступность, на его поверхности, по-видимому, есть активные вулканы, тонкая атмосфера и даже некоторые органические молекулы, называемые толинами. Однако с момента посещения Тритона космическим аппаратом Voyager 35 лет назад, технологии значительно продвинулись вперёд, и новый рывок к посадочному модулю на Тритоне привлекает внимание.
Одна из таких миссий, известная как Triton Hopper, была разработана Стивом Олесоном и Джеффри Лэндисом из Исследовательского центра Гленна NASA. Эта концептуальная миссия была профинансирована Институтом передовых концепций NASA NIAC ещё в 2018 году и предполагает использование криогенного насоса для извлечения топлива с поверхности Тритона для питания «хоппера», который может перемещаться со скоростью до 5 км в месяц и проводить научные исследования.
Первая проблема любой миссии на Тритон — добраться туда. В рамках отчёта NIAC для Triton Hopper авторы провели предварительное исследование, изучая различные методы движения. Солнечная электрическая тяга и аэродинамическое торможение в более обширной атмосфере Нептуна оказались на первом месте. Hopper должен был бы ехать «автостопом» с более крупным орбитальным космическим аппаратом, ответственным за планирование траектории «прыжков» и связь с Землёй.
Полезная нагрузка прибора, описанная в кратком описании миссии, включала в себя георадар, спектроскопическое оборудование, микроскоп и даже сейсмометр. В целом вся система весила чуть менее 300 кг — относительно мало для межпланетной миссии.
Художественная концепция миссии Triton Hopper. Источник: S. OlesonКонцепция двигательной системы достаточно проста: поместить в космический аппарат немного топлива, затем нагреть его до точки, в которой оно будет находиться под давлением. Как только будет создано достаточное давление, выпустить его в виде реактивной струи, которая позволит 300-килограммовому космическому аппарату преодолеть относительно слабую гравитацию Титана, которая составляет всего ½ гравитации Луны.
Исследование было сосредоточено на двух основных способах подачи материала в хранилище — лопата и криогенный насос. У каждого есть свои преимущества, хотя насос был более эффективен, по крайней мере, в теоретических симуляциях, запущенных в рамках проекта Фазы I.
Крионасос мог бы использовать тепло от обычных операций, способствующих выработке энергии, чтобы напрямую расплавить лёд и снег, на которые приземлился Hopper, и поглотить его в нагревательной камере, где оно будет дополнительно нагреваться перед использованием в качестве топлива.
Как только будет создано достаточное давление за счёт нагрева топлива, Hopper сможет оторваться от поверхности Тритона и «прыгнуть» на небольшое расстояние, используя свои шесть силовых и четыре рулевых двигателя. Авторы оценивают удельный импульс примерно в 50 секунд в месяц. Хотя это может показаться не таким уж большим, это позволило бы Hopper преодолеть около 150 километров в течение двухлетней миссии.
За эти два года он мог бы найти множество интересных локаций. Однако миссия, которая также конкурирует за ресурсы со множеством других концепций миссий для посадочных модулей на Тритон, похоже, приостановлена. Она пока что не получила одобрения для старта Фазы II, и за последние несколько лет не было никаких обновлений о разработке.
Но, учитывая общую популярность концепции даже на других объектах Солнечной системы и желательность Тритона как объекта исследования, кажется вероятным, что когда-нибудь эта миссия воспарит над ледяной поверхностью крупнейшего спутника Нептуна.
© iXBT
