La misión New Horizons de la NASA realizó la primera exploración de Plutón-Caronte y su sistema de lunas pequeñas en 2015. Los descubrimientos científicos llevaron a la comunidad científica a presionar para regresar a Plutón con un orbitador o explorar otros planetas enanos en el Cinturón de Kuiper. Crédito:NASA / JHUAPL / SwRI
Un equipo del Southwest Research Institute, utilizando fondos de investigación internos, ha realizado varios descubrimientos que amplían el alcance y el valor de una futura misión orbital de Plutón. Los avances definen un recorrido orbital que ahorra combustible y demuestran que un orbitador puede continuar la exploración en el Cinturón de Kuiper después de inspeccionar Plutón. Estos y otros resultados del estudio se informarán esta semana en un taller sobre la futura exploración de Plutón y el Cinturón de Kuiper en la reunión de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Knoxville. Tennesse.
El vicepresidente asociado y científico planetario Dr. Alan Stern dirige el estudio SwRI. El equipo descubrió por primera vez cómo se pueden alcanzar numerosos objetivos científicos clave utilizando ayudas de gravedad del satélite gigante de Plutón. Caronte en lugar de propulsor, permitiendo que el orbitador cambie su órbita repetidamente para investigar varios aspectos de Plutón, su atmósfera, sus cinco lunas, y sus interacciones con el viento solar durante varios años. El segundo logro demuestra que, al completar sus objetivos científicos en Plutón, el orbitador puede usar la gravedad de Caronte para escapar del sistema sin usar combustible, lanzar la nave espacial al Cinturón de Kuiper para usar el mismo sistema de propulsión eléctrica que usó para entrar en la órbita de Plutón para luego explorar otros planetas enanos y cuerpos más pequeños del Cinturón de Kuiper.
"Esto es innovador, "dijo Stern." Anteriormente, La NASA y la comunidad científica planetaria pensaron que el siguiente paso en la exploración del Cinturón de Kuiper sería elegir entre 'profundizar' en el estudio de Plutón y sus lunas o 'ampliar' examinando objetos más pequeños del Cinturón de Kuiper y otro planeta enano para compararlo con Plutón. . La comunidad científica planetaria debatió cuál era el siguiente paso correcto. Nuestros estudios muestran que puedes hacer ambas cosas en una sola misión:es un cambio de juego ".
El diseño del recorrido orbital de Plutón desarrollado por SwRI muestra que los objetivos científicos se pueden cumplir con solo pequeños recursos de combustible y numerosas ayudas de gravedad utilizando la luna gigante de Plutón, Caronte. Crédito:Southwest Research Institute
El equipo también incluye al ingeniero de vuelos espaciales y diseñador de misiones Dr. Mark Tapley y a la científica planetaria Dra. Amanda Zangari. así como el director de proyectos John Scherrer y la directora de software Tiffany Finley, todos de la División de Ingeniería y Ciencias Espaciales de SwRI.
Finley diseñó el recorrido orbital de Plutón alrededor de docenas de maniobras de asistencia por gravedad de Caronte. "Este recorrido está lejos de estar optimizado, sin embargo, es capaz de hacer cinco o más sobrevuelos de cada una de las cuatro pequeñas lunas de Plutón, al examinar las regiones polares y ecuatoriales de Plutón utilizando cambios de plano. El plan también permite un extenso encuentro cercano con Caronte antes de sumergirse en la atmósfera de Plutón para tomar muestras antes de que la nave use a Caronte por última vez para escapar al Cinturón de Kuiper para nuevas asignaciones. " ella dijo.
El trabajo de Tapley demostró que un sistema de propulsión eléctrica similar al utilizado por la misión Dawn de la NASA podría impulsar al orbitador para permitirle volar a otros objetos conocidos del Cinturón de Kuiper. incluyendo cualquiera de varios planetas enanos. "De hecho, ¡Descubrimos que incluso es posible alcanzar y luego entrar en órbita alrededor de un segundo planeta enano en el Cinturón de Kuiper después de estudiar a Plutón! ”, dijo Tapley.
Esta figura muestra una nave espacial de propulsión eléctrica que sale de la órbita de Plutón, volando junto a otros objetos pequeños del Cinturón de Kuiper y luego alcanzando el planeta enano 2002 MS4 como sólo un ejemplo de la misión exploradora del Cinturón de Kuiper-orbitador Plutón "estándar de oro" descubierta por el equipo de estudio de SwRI. Crédito:Southwest Research Institute
Además, Zangari dirigió un estudio separado que examinó misiones a los 45 objetos y planetas enanos más grandes del Cinturón de Kuiper. con lanzamientos posibles entre 2025 y 2040. Su trabajo describió posibles misiones de 25 años o menos a los planetas enanos Eris y Sedna a través de los swingbys de Júpiter-Neptuno, Quaoar, Makemake, Haumea vía Júpiter-Saturno swingbys, y Varuna después de un sobrevuelo entre Júpiter y Urano. Un documento que detalla este trabajo ha sido aceptado por el Diario de naves espaciales y cohetes .
"¿Quién hubiera pensado que una sola misión utilizando motores de propulsión eléctrica ya disponibles podría hacer todo esto?" —dijo Stern. "Ahora que nuestro equipo ha demostrado que la comunidad científica planetaria no tiene que elegir entre un orbitador de Plutón o sobrevuelos de otros cuerpos en el Cinturón de Kuiper, pero puede tener ambos, Llamo a esta misión combinada el 'estándar de oro' para la futura exploración de Plutón y el Cinturón de Kuiper ".
El equipo pasará los próximos meses publicando más de sus hallazgos y determinando los atributos del sistema de la nave espacial necesarios para lograr el "estándar de oro" de la misión exploradora del Cinturón de Kuiper del orbitador Plutón.
