Навестить все пять спутников Плутона, взять пробы его атмосферы и отправиться к другим телам пояса Койпера? И всё это на обычных двигателях, которыми оснащены действующие космические зонды? Невозможно! Так ещё недавно казалось почти всем специалистам. Но, как выяснили американские исследователи, эту сказку можно и нужно сделать былью.
Работа выполнена учёными из Юго-Западного исследовательского института в США, работающими под руководством Алана Стерна (Alan Stern), и готовится к публикации в виде серии статей в научных журналах.
"Это потрясающе, – признаётся Стерн. – Раньше НАСА и сообщество планетологов полагали, что следующим шагом в исследовании пояса Койпера станет выбор между "движением вглубь" в изучении Плутона и его спутников или "движением вширь" путём изучения мелких объектов пояса Койпера и [какой-нибудь] другой карликовой планеты для сравнения с Плутоном. Сообщество планетологов обсуждало, что [из этого] было бы [более] правильным следующим шагом. Наши исследования показывают, что вы можете сделать то и другое в одной миссии".
Секрет рассчитанной траектории в умелом использовании гравитации Харона – гигантского спутника Плутона, по размерам сопоставимого с ним самим. Это тело может сыграть роль пращи, раз за разом запускающей аппарат к нужной цели. Такое решение позволит зонду за несколько земных лет исследовать всю систему Плутона с минимальными затратами топлива.
Исследователи обнаружили, что для такого вояжа будет достаточно двигателя, которым оснащён зонд Dawn, в настоящее время работающий на орбите Цереры.
"Эта траектория ещё не оптимизирована, но она [даже в нынешнем виде] позволяет сделать пять или более пролётов у каждой из четырёх малых лун Плутона, а также изучить полярные и экваториальные области Плутона, используя изменения плоскости [орбиты]. План также позволяет провести обширное исследование Харона, прежде чем погрузиться в атмосферу Плутона для отбора проб и до того как корабль использует Харон в последний раз, чтобы улететь [ещё дальше] в пояс Койпера к новым целям", – рассказывает соавтор исследования Тиффани Финли (Tiffany Finley).
После этого зонд может отправиться к другой малой планете или более мелким объектам. К каким именно? У исследователей есть целый набор вариантов.
Авторы рассмотрели в качестве возможных целей 45 крупнейших известных объектов пояса Койпера. Из них они выбрали несколько тел, которые могла бы посетить миссия, запущенная между 2025 и 2040 годами. При этом учитывалось орбитальное движение планет-гигантов, гравитацию которых можно использовать для экономии топлива.
Так, один из намеченных маршрутов имеет вид "Плутон – Эрида – Седна" с ускорением от Юпитера и Нептуна. Другой вариант: "Плутон – Квавар – Макемаке – Хаумеа" при помощи Юпитера и Сатурна. Возможен и круиз "Плутон – Варуна" с гравитационным "напутствием" от Юпитера и Урана. Любая из этих миссий заняла бы 20–25 земных лет.
"Кто бы мог подумать, что одна миссия, использующая уже имеющиеся двигатели с электрической тягой, могла бы всё это реализовать?" – риторически спрашивает Стерн.
Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали о миссии "Новые горизонты". Пока это единственный зонд в истории, отправленный к Плутону и другим телам пояса Койпера.
Между тем окраины Солнечной системы богаты ещё не открытыми объектами, да и уже известные тела зачастую преподносят астрономам сюрпризы. От миссии, отправленной в этот загадочный регион, наверняка можно было бы ожидать настоящей лавины открытий.
