2015 թվականին NASA-ի «New Horizons» զոնդը թռավ Պլուտոնի մոտով՝ բացահայտելով զարմանալի աշխարհ՝ սառցե դաշտավայրերով, լեռներով և ենթամակերևութային օվկիանոսի մասին ակնարկներով: Տասնամյակ անց գիտնականները դեռ փորձում են բացահայտել այս գաճաճ մոլորակի առեղծվածները: Պերսեֆոնե անունով նոր առաքելությունը, որն առաջարկվել է Օքսֆորդի համալսարանի մոլորակագետ Կարլի Հոուեթի գլխավորած թիմի կողմից, կարող է պատասխանել կարևոր հարցին՝ արդյո՞ք Պլուտոնի սառույցի տակ կա հեղուկ օվկիանոս: Սակայն այս հավակնոտ նախագիծը բախվում է լուրջ մարտահրավերների: Պատմում ենք, թե ինչ է Պերսեֆոնե առաքելությունը և Պլուտոնի որ գաղտնիքները կարող է այն բացահայտել:

Ենթամակերևութային օվկիանոսի առեղծվածը

Մինչև 2015 թվականի «New Horizons»-ի թռիչքը, գիտնականների մեծամասնությունը կարծում էր, որ Պլուտոնի վրա հեղուկ օվկիանոսի գոյությունը քիչ հավանական է: Պլուտոնի նման սառը աշխարհները սովորաբար սառչում են միլիարդավոր տարիների ընթացքում, եթե ջերմության աղբյուր չունեն: Սակայն «New Horizons»-ի նկարները ցույց տվեցին երիտասարդ, գրեթե առանց խառնարանների մակերևույթ, ինչը հուշում է վերջին երկրաբանական ակտիվության և, հնարավոր է, հեղուկ օվկիանոսի մասին:

  • Խարոնի դերը. Պլուտոնի ամենամեծ արբանյակը՝ Խարոնը, գրեթե հավասար է նրան զանգվածով՝ կազմելով կրկնակի մոլորակի նման համակարգ: Պլուտոնի և Խարոնի միջև ձգողական փոխազդեցությունը կարող է պահպանել ջերմությունը, որն անհրաժեշտ է հեղուկի պահպանման համար, հատկապես, եթե օվկիանոսում կան սառեցման կետը իջեցնող նյութեր:
  • Նոր հարցեր. «New Horizons»-ի կարճ թռիչքը (ընդամենը մի քանի ժամ մոտիկ դիտարկում) ավելի շատ հարցեր առաջացրեց, քան պատասխաններ տվեց: Գիտնականները ցանկանում են իմանալ, թե արդյոք օվկիանոս կա այսօր և ինչպես է այն ազդում Պլուտոնի մակերևույթի վրա:

Պերսեֆոնե առաքելությունը, որն անվանվել է հունական դիցաբանության «Հադեսի թագուհի» Պերսեֆոնեի պատվին, կոչված է պատասխանելու այս հարցերին: Անունը արտացոլում է ինչպես Պլուտոնի հետ դիցաբանական կապը, այնպես էլ կանանց դերը նախագծի ղեկավարությունում:

Ի՞նչ կուսումնասիրի Պերսեֆոնեն

Պերսեֆոնեն նախատեսում է երեք տարի անցկացնել Պլուտոնի ուղեծրում, ինչը թույլ կտա մանրամասն ուսումնասիրել գաճաճ մոլորակը և նրա արբանյակները: Առաքելությունը կհագեցվի 11 գործիքներով, որոնք հիմնված են նախորդ զոնդերի տեխնոլոգիաների վրա, սակայն բարելավված: Հիմնական նպատակները.

  • Օվկիանոսի որոնում. Պլուտոնի ձևի վերլուծություն՝ «բրածո բլրի» հայտնաբերման համար, այսինքն՝ այնպիսի ուռուցիկություն, որը կարող էր ձևավորվել հեղուկ շերտի առկայության դեպքում և սառել: Պերսեֆոնեի՝ «New Horizons»-ից ավելի զգայուն գործիքները թույլ կտան ճշգրտել տվյալները ներքին կառուցվածքի մասին:
  • Մակերևույթի կազմը. Ձգողության և տեղագրության չափումները, նման այն բանին, ինչ արվել է Սատուրնի Էնցելադ արբանյակի համար, կօգնեն որոշել Պլուտոնի և Խարոնի կազմը, ինչպես նաև սառցե շերտերի հաստությունը:
  • Մթնոլորտ. «New Horizons»-ը հայտնաբերել է Պլուտոնի բարակ մթնոլորտը, որը մասամբ նստում է Խարոնի վրա՝ ստեղծելով կարմրավուն բևեռ: Պերսեֆոնեն կիրականացնի մթնոլորտի կազմի ուղղակի չափումներ զանգվածային սպեկտրոմետրիայի միջոցով:
  • Մակերևույթ և ակտիվություն. Առաքելության տեսախցիկները կստեղծեն Պլուտոնի ամբողջ մակերևույթի մանրամասն քարտեզներ, ներառյալ այն կեսը, որը մթության մեջ էր «New Horizons»-ի թռիչքի ժամանակ: Դրանք կորոնեն ակտիվության նշաններ, ինչպիսիք են տաք կետերը կամ ժայթքումները, ինչպես նաև 2015 թվականից ի վեր փոփոխությունների հետքերը:
  • Պլուտոնի արբանյակները. Պերսեֆոնեն կուսումնասիրի չորս փոքր արբանյակները՝ Ստիքսը, Նիքտան, Կերբերոսը և Հիդրան, վերլուծելով դրանց կազմը (ջրային սառույց և ամոնիակ) և ծագումը, որը, հավանաբար, կապված է հնագույն բախման հետ:

Առաքելությունը նաև կկարողանա այցելել Կոյպերի գոտու մեկ այլ օբյեկտ, ինչպես «New Horizons»-ը ուսումնասիրեց Արրոկոտը Պլուտոնից հետո, եթե առաքելությունը երկարաձգվի մեկ տարով: Սա կտրամադրի արժեքավոր տվյալներ վաղ Արեգակնային համակարգի մասին:

Առաքելության մարտահրավերները

Պերսեֆոնեն հավակնոտ նախագիծ է, որը կբախվի լուրջ դժվարությունների.

  • Տևողություն. Թռիչքը կտևի 27,5 տարի՝ մոլորակների դիրքի փոփոխության պատճառով, իսկ առաքելությունն ինքնին կարող է տևել ավելի քան 50 տարի: Սա կպահանջի գիտնականների մի քանի սերունդ, ինչը բարդացնում է գիտելիքների փոխանցումը և պլանավորումը:
  • Էներգիա. Տիեզերքի ցրտում աշխատելու համար անհրաժեշտ է հինգ ռադիոիզոտոպային ջերմաէլեկտրական գեներատոր (RTG), որոնք օգտագործում են պլուտոնիում: NASA-ն տարեկան արտադրում է ընդամենը 1,5 կգ պլուտոնիում, մինչդեռ մեկ RTG-ի համար պահանջվում է 4,8 կգ, ինչը էներգամատակարարումը դարձնում է խնդիր:
  • Արժեք. Առաքելության մոտավոր արժեքը 3 միլիարդ դոլար է, ինչը դասում է այն Flagship կարգի, որը պահանջում է զգալի ներդրումներ:
  • Գործարկում. Գործարկման պատուհանները բաց են 2029-ից 2032 թվականներին, որից հետո հաջորդ հնարավորությունը կլինի միայն տասնամյակ անց՝ Յուպիտերի ուղեծրի պատճառով:

Չնայած այս մարտահրավերներին, այնպիսի երկարաժամկետ առաքելությունների փորձը, ինչպիսիք են Հաբլը (35 տարի) և Վոյաջերը (48 տարի), ցույց է տալիս, որ նման նախագծեր հնարավոր են: Պերսեֆոնեն հագեցված է պահեստային համակարգերով՝ հուսալիության համար:

Հեռանկարներ և նշանակություն

Պերսեֆոնեն մշակվել է NASA-ի Planetary Mission Concept Study ծրագրի շրջանակներում, որը օգնում է որոշել ապագա առաքելությունների առաջնահերթությունները: Թեև բարձր էներգետիկ և բյուջետային պահանջների պատճառով առաջիկա տարիներին գործարկումը քիչ հավանական է, նախագիծն արդեն ցույց է տվել, որ Պլուտոնի ուղեծրային առաքելությունը տեխնիկապես իրագործելի է: Որոշ տարրեր, ինչպիսիք են ուղեծրային շրջագայության պլանը, կարող են օգտագործվել այլ առաքելություններում:

Կարլի Հոուեթը ընդգծում է. «Պերսեֆոնեն ցույց տվեց, որ Պլուտոն վերադառնալը հնարավոր է, բայց դա թանկ է: Սա Flagship մակարդակի առաքելություն է»: RTG տեխնոլոգիաների բարելավումները և NASA-ի աջակցությունը կարող են ապագայում բարձրացնել նախագծի հնարավորությունները:

Հակիրճ…

Պերսեֆոնե առաքելությունը խոստանում է բացահայտել Պլուտոնի գաղտնիքները, ներառյալ հնարավոր ենթամակերևութային օվկիանոսը, նրա մթնոլորտի կազմը և մակերևույթի յուրահատուկ առանձնահատկությունները: Երեք տարվա ուղեծրային առաքելությունը 11 գործիքներով կարող է աննախադեպ տվյալներ տրամադրել գաճաճ մոլորակի և նրա արբանյակների մասին: Սակայն երկար թռիչքը, պլուտոնիումի կարիքը և բարձր արժեքը նախագիծը դարձնում են բարդ: Չնայած դրան, Պերսեֆոնեն ընդգծում է, որ Պլուտոնը մնում է առեղծվածային աշխարհ, որն արժանի է հետագա ուսումնասիրության, և ոգեշնչում է գիտնականներին երազել հեռավոր տիեզերքում նոր արշավախմբերի մասին: