Dans 30 ans, une mission d'exploration spatiale à propulsion nucléaire à Neptune et ses lunes pourrait commencer à révéler certains des secrets les plus insaisissables de notre système solaire sur la formation de ses planètes - et ceux récemment découverts qui se sont développés autour d'autres étoiles.
Cette vision de l'avenir est au cœur d'une étude de planification de 12 mois menée par une équipe diversifiée d'experts dirigée par Boeing Satellite Systems et financée par la NASA. Il s’agit de l’une des 15 études «Vision Mission» visant à développer des concepts dans les plans d’exploration spatiale à long terme des États-Unis. Le membre de l’équipe de Neptune et radio-scientifique, le professeur Paul Steffes, de l’école de génie électrique et informatique du Georgia Institute of Technology, qualifie la mission «d’ultime exploration spatiale».
La NASA a effectué d'importantes missions vers Jupiter et Saturne, appelées les «géantes du gaz» car elles sont principalement composées d'hydrogène et d'hélium. D'ici 2012, ces recherches auront fourni des informations importantes sur les propriétés chimiques et physiques de ces planètes. On en sait moins sur Neptune et Uranus - les «géants de glace».
"Parce qu'ils sont plus éloignés, Neptune et Uranus représentent quelque chose qui contient plus de l'original - pour utiliser un" Carl Saganism "-" substance solaire "ou la nébuleuse qui s'est condensée pour former des planètes", a déclaré Steffes. «Neptune est une planète plus brute. Il est moins influencé par les matériaux proches du soleil et il a eu moins de collisions avec les comètes et les astéroïdes. Il est plus représentatif du système solaire primordial que Jupiter ou Saturne. "
De plus, comme Neptune est si froid, sa structure est différente de Jupiter et de Saturne. Une mission pour étudier l'origine et la structure de Neptune - qui devrait être lancée entre 2016 et 2018 et arriver vers 2035 - permettra aux scientifiques de mieux comprendre les diverses formations planétaires dans notre système solaire et dans d'autres, a noté Steffes.
L'équipe de mission est également intéressée à explorer les lunes de Neptune, en particulier Triton, que les scientifiques planétaires pensent être un objet de la ceinture de Kuiper. Ces boules de glace sont des micro-planètes qui peuvent atteindre jusqu'à 1 000 kilomètres de diamètre et se trouvent généralement dans les régions ultrapériphériques de notre système solaire. Sur la base des études réalisées à ce jour, les scientifiques pensent que Triton n'était pas formé de matériaux Neptune, comme la plupart des lunes en orbite autour des planètes de notre système solaire. Au lieu de cela, Triton est probablement un objet de la ceinture de Kuiper qui a été accidentellement tiré dans l'orbite de Neptune.
"Triton a été formé loin dans l'espace", a déclaré Steffes. «Ce n'est même pas un proche parent de Neptune. C’est un enfant adopté?. Nous pensons que les objets de la ceinture de Kuiper comme Triton ont été la clé du développement de notre système solaire, donc il y a beaucoup d'intérêt à visiter Triton. "
Bien qu'ils soient confrontés à un certain nombre de défis techniques - y compris la conception de sondes d'entrée et les télécommunications et le développement d'instruments scientifiques - l'équipe de Neptune Vision Mission a développé un plan initial. Les membres de l'équipe, y compris Steffes, l'ont présenté cet automne lors de diverses réunions scientifiques pour encourager les commentaires d'autres experts. Le 17 décembre, ils le présenteront à nouveau lors de la réunion annuelle de l'American Geophysical Union. Leurs recommandations finales sont dues à la NASA en juillet 2005.
Le plan est basé sur la disponibilité de la technologie de propulsion nucléaire-électrique en cours de développement dans le cadre du projet Prometheus de la NASA. Une fusée chimique traditionnelle lancerait le vaisseau spatial hors de l'orbite terrestre. Ensuite, un système de propulsion électrique alimenté par un petit réacteur à fission nucléaire - une technologie de type sous-marin modifiée - propulserait l'engin spatial vers sa cible lointaine. Le système de propulsion générerait une poussée en expulsant des particules chargées électriquement appelées ions de ses moteurs.
En raison de la grande charge utile scientifique qu'un vaisseau spatial propulsé par l'énergie nucléaire peut transporter et alimenter, la mission Neptune est très prometteuse pour la découverte scientifique, a déclaré Steffes.
La mission emploiera des capteurs électriques et optiques à bord de l’orbiteur et trois sondes pour détecter la nature de l’atmosphère de Neptune, a déclaré Steffes, expert en télédétection radio des atmosphères planétaires. Plus précisément, la mission recueillera des données sur les rapports élémentaires atmosphériques de Neptune par rapport à l'hydrogène et les principaux rapports isotopiques, ainsi que sur la gravité et les champs magnétiques de la planète. Il étudiera la dynamique de la circulation atmosphérique mondiale, la météorologie et la chimie. Sur Triton, deux atterrisseurs rassembleront des informations atmosphériques et géochimiques près des geysers en surface.
Les trois sondes d’entrée de la mission seront larguées dans l’atmosphère de Neptune à trois latitudes différentes - la zone équatoriale, une latitude moyenne et une région polaire. Les concepteurs de mission sont confrontés au défi de transmettre des données à partir des sondes à travers l'atmosphère absorbant les ondes radioélectriques de Neptune. Le laboratoire de Steffes à Georgia Tech a mené des recherches approfondies et a acquis une compréhension approfondie de la façon de résoudre ce problème, a-t-il noté.
L’équipe de mission discute toujours de la profondeur à laquelle les sondes doivent être déployées dans l’atmosphère de Neptune pour obtenir des données scientifiques significatives. "Si nous choisissons une fréquence suffisamment basse de signaux radio, nous pouvons descendre à 500 à 1 000 atmosphères terrestres, ce qui représente 7 500 livres de pression par pouce carré (PSI)", a expliqué Steffes. "Cette pression est similaire à ce que subit un sous-marin dans l'océan profond."
Cependant, cette profondeur ne sera probablement pas nécessaire, selon les modélistes atmosphériques de l'équipe de la mission, a déclaré Steffes. Les sondes pourront obtenir la plupart des informations dans seulement 100 atmosphères terrestres, soit 1 500 PSI.
Source d'origine: communiqué de presse de Georgia Tech
