宇航局考虑的宇航冥王星轨道飞行器任务

2021-11-23 13:53:43单伦哲导读 宇航局(NASA)的新视野(New Horizo​​ns)任务使我们对冰矮行星冥王星有了很多了解。但是局考飞船飞快地飞过了冥王星，我们只得到了行星一侧的冥王

宇航局(NASA)的“新视野”(New Horizo​​ns)任务使我们对冰矮行星冥王星有了很多了解。但是星轨行器飞船飞快地飞过了冥王星，我们只得到了行星一侧的道飞高分辨率图像，即所谓的任务“相遇侧”。《新视野》使我们在理解上有了很大的宇航飞跃，但是局考在某种程度上，它要求更多问题比它回答的冥王要多。

下一步显然是星轨行器轨道飞行器，现在NASA开始认真考虑一个轨道器。道飞

航空航天局(NASA)已向西南研究所(SwRI)拨款，任务以开始研究这一想法。宇航SwRI的局考任务是调查“可能的未来冥王星轨道飞行器任务的重要属性，可行性和成本。冥王”

这远不是确定的。这项研究是宇航局在下一次行星科学十年调查之前批准的10项研究之一。该研究将为轨道器及其有效载荷制定设计要求，进行一些初步成本估算，并评估执行任务所需的新技术的风险。这项研究的结果将被提供给2020年开始的科学院行星十年研究。

新视野号参观了冥王星，然后更深入地进入了柯伊伯带，并参观了2014年MU69，一个柯伊伯带天体(KBO)，也称为Ultima Thule。太空船甚至可能拜访第三个KBO。拟议的冥王星轨道器将遵循类似的路径。

SwRI的负责人Carly Howett博士说：“我们很高兴能有机会通过这项研究为十年调查提供参考。”“我们的任务概念是将一架航天器送入冥王星轨道，历时两个地球年，然后分手去拜访至少一个KBO和另一个KBO矮行星。”

SwRI先前在冥王星轨道上的工作为这项研究奠定了基础。在2018年，SwRI使用自己的研究资金发展了绕轨道飞行的想法，可以对冥王星进行研究，然后进一步进入柯伊伯带。

SwRI的首席研究员Alan Stern博士说：“在这项由航空航天局(NASA)资助的新研究之前的一项由SwRI资助的研究中，我们进行了冥王星系统轨道巡回演出，表明该任务可以通过计划能力的运载火箭和现有的电动推进系统来实现。”新视野任务以及SwRI资助的研究。“我们还表明，有可能利用冥王星最大的卫星Charon的引力辅助来逃避冥王星轨道，然后回到柯伊伯带去探索更多的KBO，例如MU69和至少一个矮行星，以便与冥王星进行比较。 ”

推进冥王星的轨道飞行任务的关键障碍是推进剂。它需要大量推进剂才能绕冥王星绕行，并研究其卫星，大气，太阳风的相互作用以及冥王星系统的其他方面。但是2018年的研究表明，冥王星轨道器可以利用冥王星卫星夏龙的重力辅助来研究冥王星数年，并且可以使用相同的重力辅助来更深地进入柯伊伯带。这类似于卡西尼号任务如何使用土星的大型卫星土卫六。

斯特恩谈到2018年的研究时说：“这是开创性的。”“以前，航空航天局和行星科学界认为，在柯伊伯带探索的下一步是在研究冥王星及其卫星的“深入”或通过检查较小的柯伊伯带天体和另一颗矮行星来“拓宽”之间进行选择。与冥王星的比较。行星科学界辩论了下一步是正确的选择。我们的研究表明，您可以在一个任务中完成两项任务：这是改变游戏规则的人。”

2018年的计划还允许与冥王星最大的卫星Charon以及其他月球飞越进行近距离接触。

Tiffany Finley是SwRI太空科学与工程部的软件主管。芬利说：“这次旅行远未达到最佳化，但它能够使冥王星的四个小卫星中的每一个飞过五个或更多，同时还能通过平面变化检查冥王星的极地和赤道地区。”她说：“该计划还允许与Charon进行广泛的近距离接触，然后再浸入冥王星的大气中进行采样，然后最后一次使用Charon逃逸到Kuiper Belt进行新任务。”

2018年的研究还表明，冥王星轨道器可以使用与黎明任务相同的氙离子推进系统，前往其他柯伊伯带天体。这也表明，轨道飞行器可以进入柯伊伯带中另一个矮行星的轨道。

斯特恩在谈到2018年的研究时说：“谁会想到使用已经可用的电动推进引擎完成一项任务?”“现在我们的团队已经证明，行星科学界不必在冥王星轨道飞行器或柯伊伯带中其他物体的掠过之间进行选择，但可以同时拥有两者，我将此合并任务称为未来冥王星的'黄金标准'和柯伊伯带探索”。

冥王星轨道器需要处理几个障碍。一种是数据通信。New Horizo​​ns仅具有16 GB的数据存储空间，并花费了16个月的时间将其所有数据从冥王星飞越传输回地球。这显然对轨道飞行器不起作用。增加数据存储量很简单，但是将需要功能更强大的数据传输系统。

这是一个很好的信号，表明NASA已决定为SwRI的Pluto Orbiter提案进行更详细的研究。SwRI在包括Juno，New Horizo​​ns和IBEX在内的任务管理方面拥有良好的记录。他们还为多种NASA和ESA任务开发了技术和仪器。

多亏了新视野，我们知道冥王星比我们想象的要复杂得多。我们知道冥王星的表面比我们想象的要活跃得多。我们知道冥王星有大气，我们认为冥王星曾经在其表面上有液体。冥王星也可能有一个地下海洋，可能与冥王星的所谓的“汤姆堡地区”有关。

电子研究所。

《新视野》确实只给了我们冥王星的快照。这是一个非常诱人的快照，但是飞越仅持续了大约24小时，还有很多东西需要学习。