Для будущей миссии к Плутону рассчитали "невозможную" траекторию

Харон, огромный спутник Плутона, может помочь зонду исследовать четыре более скромные луны, а потом отправиться к другим объектам.

Иллюстрация NASA/JHUAPL/SwRI.

Причудливая траектория предусматривает сближение со всеми известными спутниками Плутона (это Харон, Стикс, Никта, Кербер и Гидра) и даже погружение в его атмосферу.

Иллюстрация Southwest Research Institute.

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).

Причудливая траектория предусматривает сближение со всеми известными спутниками Плутона (это Харон, Стикс, Никта, Кербер и Гидра) и даже погружение в его атмосферу.
Причудливая траектория предусматривает сближение со всеми известными спутниками Плутона (это Харон, Стикс, Никта, Кербер и Гидра) и даже погружение в его атмосферу.
Иллюстрация Southwest Research Institute.

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 – ЭридаСедна" с ускорением от Юпитера и Нептуна. Другой вариант: "Плутон – КваварМакемакеХаумеа" 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.