Νέοι ορίζοντες στη NASA για την εξερεύνηση του ηλιακού συστήματος

Από σελίδα του BBC, 12 Ιουνίου 2003

Η NASA έκανε τις πρώτες συμβάσεις για την ανάπτυξη μιας νέας γενιάς διαστημικών σκαφών, για  πτήσεις στο μακρινό διάστημα, που θα φέρει επανάσταση στην εξερεύνηση του εξωτερικού ηλιακού συστήματος.

Η ανάθεση έγινε στην αεροδιαστημική εταιρεία Lockheed Martin, σαν τμήμα του πρόσφατα εγκεκριμένου προγράμματος PROMETHEUS. Με τη σύμβαση αυτή, που κοστίζει 6 εκατομμύρια δολάρια, θα γίνει μελέτη του προγράμματος για την εξερεύνηση των τριών από τα τέσσερα μεγάλα φεγγάρια του Δία, τον Γανυμήδη, την Καλλιστώ και την Ευρώπη. Το πρόγραμμα ονομάστηκε Jupiter Icy Moons Orbiter (Jimo).

Το πρόγραμμα PROMETHEUS είναι μέρος του προγράμματος της NASA (NSI) για την χρήση της πυρηνικής τεχνολογίας στην προώθηση των πυραύλων για την εξερεύνηση του ηλιακού συστήματος.

Ο Προμηθέας, που ήταν ο σοφότερος από τους Τιτάνες, σύμφωνα με την ελληνική μυθολογία, έδωσε στην ανθρωπότητα τη φωτιά.

Η πυρηνοκίνητη αποστολή Jimo θα επιτρέψει για πρώτη φορά σε ένα ενιαίο διαστημικό όχημα να φθάσει στο σύστημα του Δία με ένα αρκετά μεγάλο επιστημονικό εξοπλισμό, μαζί με τη κατάλληλη προωθητική ισχύ για να επισκεφτεί το κάθε ένα από τα 3 φεγγάρια Δία και στη συνέχεια θα γίνει μια συνεχής μελέτη τους.

Περιοριστικοί παράγοντες

Αυτήν την περίοδο, ο περιοριστικός παράγοντας στην εξερεύνηση του εξωτερικού ηλιακού συστήματος είναι η έλλειψη διαθέσιμης ισχύος για ένα διαστημικό σκάφος στο ταξίδι του προς την περιοχή αυτή καθώς και τους ελιγμούς του όταν φτάσει εκεί.

Παραδείγματος χάριν, υπάρχει σχέδιο για μια αποστολή ενός διαστημικού σκάφους προς την Ευρώπη, το γεμάτο πάγους φεγγάρι του Δία και το οποίο θα μπει σε τροχιά. Πιστεύεται ότι κάτω από το στρώμα των πάγων μπορεί να υπάρχουν πρωτόγονες μορφές της ζωής. Προς το παρόν, οι μηχανικοί μπορούν να αναπτύξουν διαστημικό σκάφος για να πετάξει κοντά στην Ευρώπη, αλλά δεν έχουν εκείνη την τεχνολογία για να το βάλουν σε τροχιά.

Για να πετάξουν στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα, τα διαστημικά σκάφη χρησιμοποιούν μια χρονοβόρα τεχνική. Τη τεχνική της ώθησης με τη βοήθεια της βαρύτητας, κατά την οποία ένα διαστημικό σκάφος αυξάνει την ταχύτητα του ή αλλάζει κατεύθυνση, όταν πετάει κοντά σε έναν πλανήτη με τη βοήθεια βαρυτικής ώθησης. Η τεχνική αυτή όμως έχει τους αυστηρούς περιορισμούς, σε αυτά που ένα σκάφος μπορεί να κάνει όταν φθάσει στους εξωτερικούς πλανήτες.

Ως αποτέλεσμα, τα σκάφη που μέχρι σήμερα έχουν περάσει από τον Δία δεν μπορούσαν να διακόψουν την πορεία τους για μπουν σε τροχιά γύρω από τους δορυφόρους.

Σε λίγα διαστημόπλοια, που έχουν αποτολμήσει ταξίδι μακριά στο διάστημα, έχει χρησιμοποιηθεί πυρηνική ενέργεια  με τη μορφή θερμότητας, από μια ραδιενεργό πηγή.  Αλλά αυτές οι πηγές παρέχουν έναν μικρό ποσό ενέργειας. Τα συμβατικά ηλιακά πάνελ είναι ανεπαρκή πέρα από την τροχιά του Άρη, επειδή το φως του ήλιου είναι επίσης ασθενές εκεί πάνω.

Όλα αυτά σημαίνουν ότι οι αστρονόμοι χρειάζονται μια νέα γενιά τεχνολογίας, εάν πρόκειται να εξερευνήσουν αληθινά ότι βρίσκεται στα ψυχρά, εξωτερικά όρια του ηλιακού συστήματος.

Νέα τεχνολογία ειδάλλως ανεπίτευκτα σχέδια

Για να υπερνικήσει αυτά τα προβλήματα και να αναπτύξει μια νέα παραγωγή εξερευνητών στο μακρυνό διάστημα, η NASA προγραμματίζει να αναπτύξει νέες πυρηνικές ενεργειακές πηγές για χρήση εκεί όπου η ηλιακή ενέργεια είναι επίσης ανεπαρκής ή αδύνατη, καθώς επίσης και νέες πηγές ενέργειας από αντιδραστήρες σχάσης, για τις πολύ υψηλότερες απαιτήσεις ισχύος. 

Η φάση μελέτης του προγράμματος PROMETHEUS θα αξιολογήσει πολλές διαφορετικές τεχνολογίες για τον αντιδραστήρα, τη μετατροπή ισχύος, την ηλεκτρική προώθηση, και άλλες πτυχές των διαστημικών σκαφών του προγράμματος Jimo και των αποστολών. Μόλις προσδιοριστούν αυτές οι τεχνολογίες και επιλεχτούν, το επόμενο στάδιο θα είναι να προετοιμαστούν πιο προηγμένα σχέδια.

Με νέα τεχνολογία για παροχή ενέργειας, θα είναι επιτέλους πιθανό να επιτευχθούν οι ελκυστικοί επιστημονικοί στόχοι για διαστημικά σκάφη σε τροχιά γύρω από τα τρία παγωμένα φεγγάρια του Δία.

Η αποστολή Jimo θα ήταν σε θέση να παρατηρήσει το κάθε ένα από τα φεγγάρια για μακρινά χρονικά διαστήματα, και μετά να φύγει για τον επόμενο στόχο, έχοντας πρωτοφανή διαθέσιμη ηλεκτρική ισχύ στους αισθητήρες του.

Από ένα τέτοιο διαστημικό σκάφος, θα ήταν πιθανό να καθοριστεί εάν τα φεγγάρια πράγματι έχουν κάτω από την επιφάνεια τους ωκεανούς. Θα ήταν επίσης πιθανό να χαρτογραφηθεί η θέση των οργανικών ενώσεων και άλλων χημικών ουσιών βιολογικού ενδιαφέροντος, να καθοριστεί το πάχος των στρωμάτων του πάγου, με έμφαση στην εντόπιση πιθανών μελλοντικών περιοχών για προσγείωση.

Αν αποδειχθεί ασφαλές, το Πρόγραμμα Προμηθέας θα επιτρέψει τη μελέτη και των άλλων εξωτερικών πλανητών -του Κρόνου, του Ουρανού και του Πλούτωνα-, αλλά και των κομητών.