Bir zıplama aracı iki yıl içinde Triton’un yüzeyinin 150 km’den fazlasını keşfedebilir

Neptün’ün en büyük uydusu Triton, güneş sistemindeki biyolojik açıdan en ilginç yerlerden biridir. Ulaşılması zor olmasına rağmen, aktif volkanlar, ince bir atmosfer ve hatta yüzeyinde tholins adı verilen bazı organik moleküller olduğu anlaşılıyor. Ancak, Voyager onu yalnızca bir kez, 35 yıl önce, geçerken ziyaret etti.

Teknoloji, aradan geçen on yıllarda çok ilerledi ve özellikle Triton’a bir iniş aracı için yeni bir hamle dikkat çekiyor. Bu görevlerden biri NASA’nın Glenn Araştırma Merkezi’nden Steve Oleson ve Geoffrey Landis tarafından anlatıldı.

Onların konsept misyonTriton Hopper olarak bilinen bu araç, 2018 yılında NASA’nın İleri Kavramlar Enstitüsü (NIAC) tarafından finanse edildi ve Triton’un yüzeyinden itici yakıt çıkarmak için kriyojenik bir pompa kullanıldı. Araç, ayda 5 km’ye kadar yol kat edebilen ve yol boyunca büyüleyici bilimsel çalışmalar gerçekleştirebilen bir “hopper”a güç sağlıyordu.

Triton’daki herhangi bir görevin ilk zorluğu oraya ulaşmaktır. Triton Hopper için NIAC’ın son raporunun bir parçası olarak, yazarlar farklı itme yöntemlerini inceleyen bir ön çalışma gerçekleştirdiler. Güneş elektrik itme ve Neptün’ün daha büyük atmosferindeki aerofrenleme en üst sırada yer aldı. Hopper, “zıplamaların” yörünge planlamasından ve Dünya ile iletişimden sorumlu daha büyük bir yörünge uzay aracıyla yolculuk etmek zorunda kalacaktı.

Triton’un yüzeyine güvenli bir şekilde yerleştirildiğinde, bir huni birçok heyecan verici bilimsel çalışma yapabilirdi. Görev brifinginde açıklanan araç yükü, yer altı radarı, spektroskopi ekipmanı, bir mikroskop ve hatta bir sismometre içeriyordu. Toplamda, tüm sistem 300 kg’ın biraz altında bir ağırlığa sahipti; gezegenler arası bir görev için nispeten hafif.

Ancak bu ağırlığın çoğu enstrümantasyonda olmayacaktı; Hopper’ın benzersiz tahrik sisteminde olacaktı. Tahrik sisteminin arkasındaki konsept yeterince basit: Uzay aracına biraz itici malzeme koyun, sonra bu malzemeyi basınçlandırılacak bir noktaya kadar ısıtın. Yeterli basınç oluştuğunda, 300 kg’lık uzay aracının Titan’ın nispeten zayıf yerçekimini yenmesini sağlayacak bir jet akımı olarak serbest bırakın; bu, bizim ayımızın yerçekiminin yalnızca yarısıdır.

Çalışma, Hopper’a malzeme sokmanın iki ana yoluna odaklandı: bir kürek ve bir kriyojenik pompa. Her birinin avantajları var, ancak pompa en azından Faz I projesinin bir parçası olarak yürütülen teorik simülasyonlarda daha etkiliydi.

Kürek, itici yakıt toplama haznesine yüklenen diğer malzemelerden kaynaklanan potansiyel kirlenmeden ve nitrojen açısından zengin buz ve karın içeri girmesini engellemesinden veya termal hazneye emilerek itici yakıtı eritmek için kullanılan ısının bir kısmını emmesinden zarar görmüştü.

Öte yandan, bir kriyo pompa, gezicinin normal güç üretme işlemlerinden gelen atık ısıyı, Hopper’ın indiği buz ve karı doğrudan eritmek ve bunu bir ısıtma odasına emmek için kullanabilir ve burada itici olarak kullanılmadan önce daha fazla ısıtılabilir. Bu metodoloji, en iyi itici seçeneklerini toplamada ve iniş aracının atık ısısının Triton’un ince atmosferine yayılmayan bir çıkış sağlamada etkili olabilir.

Yakıtı ısıtarak yeterli basınç oluştuğunda, Hopper ayın yüzeyinden havalanabilir ve altı güç ve dört direksiyon iticisini kullanarak kısa bir mesafe “zıplayabilir”. Yazarlar ayda bir kez yaklaşık 50 saniyelik özgül itici güç tahmin ediyor. Bu çok fazla görünmese de, Hopper’ın iki yıllık bir görev süresince yaklaşık 150 kilometre kat etmesini sağlayacaktır.

Bu iki yıl içinde pek çok ilginç bilimsel nokta bulabilir. Ancak, Triton iniş araçları için pek çok başka görev konseptiyle de kaynaklar için rekabet eden görev, beklemede görünüyor. Bir Faz II almadı ve son birkaç yıldır herhangi bir geliştirme güncellemesi yapılmadı.

Ancak, güneş sistemimizdeki diğer dünyalarda bile hopper konseptinin genel popülaritesi ve Triton’un bir keşif noktası olarak arzu edilirliği göz önüne alındığında, bu görevin bir biçiminin bir gün Neptün’ün en büyük uydusunun buz yüzeyinin üzerinde uçması muhtemel görünüyor. Bunun gerçekleşmesi biraz zaman alabilir.