Je čas vrátit se k Neptunu a jeho měsíci Triton? To by mohlo být. Přeci jen tam máme nějaké nedodělky.
Je to 30 let, co vesmírná loď NASA Voyager 2 proletěla kolem plynného obra a jeho největšího měsíce a tento průlet přinesl více otázek, než odpověděl. Možná dostaneme nějaké odpovědi v roce 2038, kdy budou pozice Jupitera, Neptunu a Tritonu vhodné pro misi.
NASA ve svém jednání zvažuje další misi Discovery Program , zúžil to na čtyři možnosti: mise ke studiu atmosféry Venuše, jedna ke sledování sopečné aktivity na Jupiterově měsíci Io, jedna ke zmapování povrchu Venuše a studium její geologie a jedna ke zkoumání Neptunova měsíce Triton.
Koncepční mise k Triton se jmenuje Trident a soutěží s ostatními třemi o to, aby se stala plnohodnotnou misí.
'Triton byl vždy jedním z nejvíce vzrušujících a nejzajímavějších těles ve sluneční soustavě.'
Louise Prockter, ředitelka Lunárního a planetárního institutu
Neptun je zřídka navštěvovaná planeta. Ve skutečnosti ji navštívila pouze jedna kosmická loď. Cestování 2 proletěl kolem Neptunu v roce 1989 a poskytl nám několik vzrušujících pohledů na jeho podivný měsíc Triton.
'Triton byl vždy jedním z nejvíce vzrušujících a nejzajímavějších těles ve sluneční soustavě,' řekla Louise Prockter, ředitelka Lunar and Planetary Institute/Universities Space Research Association v Houstonu. Jako hlavní vyšetřovatel by Proctter vedl navrhovanou misi Trident. „Vždy se mi líbily snímky z Voyageru 2 a jejich vzrušující pohledy na tento bizarní, bláznivý měsíc, kterému nikdo nerozumí,“ dodal Prockter. tisková zpráva .
Global Color Mosaic of Triton, pořízená sondou Voyager 2 v roce 1989. Poděkování: NASA/JPL/USGS
Mise Trident by odstartovala v roce 2026, přičemž by využila vzácného a účinného zarovnání mezi Jupiterem, Neptunem a Tritonem v roce 2038. Gravitaci by pomohla proletům kolem Země, Venuše a Jupiteru, než by pokračovala k Neptunu. Všechny tyto průlety pomohou pohánět kosmickou loď k jejímu cíli. Pak by provedlo prolet kolem Neptunu a poté proletu kolem Tritonu. Bohužel profil mise nezahrnuje žádné orbitery ani landery.
Jedinečná cesta kosmické lodi by znamenala, že i při jediném průletu kolem Tritonu by byla schopna téměř kompletně zmapovat povrch Měsíce. Byl by také schopen letět do 500 km (310 mil) od povrchu přímo přes řídkou atmosféru Tritonu.
„Návrháři misí a navigátoři jsou v tom tak dobří,“ řekl William Frazier z JPL, projektový systémový inženýr společnosti Trident. 'Po 13 letech letu přes sluneční soustavu můžeme s jistotou prolétnout horní okraj Tritonovy atmosféry - což je docela ohromující.'
Triton je zdaleka největší z Neptunových měsíců. Je v protirotaci s neptunem a s největší pravděpodobností je to zachycený objekt Kuiperova pásu, spíše než in-situ měsíc. Neptunův vnější měsíc Neried je na vysoce eliptické dráze a není zobrazen. Obrazový kredit: NASA / ESA / A. Feild, STScI
Triton má několik podivných vlastností, které si žádají vysvětlení.
Když Voyager 2 prošel kolem Tritonu v roce 1989, všiml si několika věcí, které vzbudily naši zvědavost. Došlo k erupcím plynného dusíku a prachu, které dosahovaly až 8 km (5 mil) vysoko. Bylo vidět jen několik impaktních kráterů a povrch se znovu a znovu vynořoval. Byly tam hřebeny, brázdy, výchozy, pláně a plošiny, ale žádné povrchové odchylky větší než 1 km.
Povrch Tritonu je velmi členitý, zjizvený stoupajícími kousky ledu, zlomy a sopečnými jámami a lávovými proudy složenými z vody a jiných ledů. Povrch je také extrémně mladý a s řídkými krátery a dnes by mohl být geologicky aktivní. Tento snímek z Voyageru ukazuje „terén měsíce cantaloupe“. Tato scéna má průměr řádově 150 metrů (500 stop). Vertikální reliéf byl zvětšen o faktor 25, aby se usnadnila interpretace. Obrazový kredit: NASA/JPL/Universities Space Research Association/Lunar & Planetary Institute
'Triton je divný, ale přesto relevantní divný, kvůli vědě, kterou tam můžeme dělat,' řekl Karl Mitchell, vědecký pracovník projektu Trident z JPL. 'Víme, že povrch má všechny tyto rysy, které jsme nikdy předtím neviděli, což nás motivuje k tomu, abychom chtěli vědět, jak tento svět funguje?'
Tři zrnité snímky povrchu Tritona z Voyageru 2. Toto je časová sekvence snímku pořízená s odstupem 45 minut, shora dolů. Ukazují tmavý gejzírovitý oblak materiálu dosahující výšky 8 km (5 mil) nad povrchem. Oblak materiálu se pohybuje směrem doprava dolů asi 150 km (100 mil) a na každém snímku se zdá být hustší. Obrazový kredit: NASA/JPL
Vědci také poskládali vnitřek Tritonu, i když je toho hodně, co vyžaduje potvrzení, a mnohé stále nevědí. Je to pravděpodobně diferencované tělo, což znamená, že má kůru, plášť a jádro. Ale plášť je pravděpodobně kapalná voda a v Tritonově jádru je pravděpodobně dostatek radioaktivního materiálu, aby tuto vodu udržoval teplou. Existují důkazy, které to všechno podporují, ale mise by některé z nich objasnila a doufejme, že by odpověděla na některé další otázky.
Pokud jde o Tritona, je tu více podivností. Je na retrográdní oběžné dráze s Neptunem, což znamená, že obíhá v opačném směru rotace Neptunu. Je to jediný velký měsíc ve Sluneční soustavě, který to dokázal. Jediným vysvětlením jeho protirotace je, že je zachycen Objekt Kuiperova pásu , spíše než in-situ měsíc. Je také silně nakloněna ve vztahu k Neptunu, posunutá o 23 stupňů.
Tento snímek sondy Voyager 2 ukazuje detailní záběr na prominentní řetězec sopečných útvarů obklopený hladkými sopečnými pláněmi tvořenými lávou nebo popelem z vody nebo jiných ledů, jako je metan nebo čpavek. Menší jámy a kopule jsou typicky 10 kilometrů (6 mil) napříč a nemají reliéf větší než několik set metrů (několik set stop). Velké prohlubně zcela vlevo a vpravo na řetězu mají průměr 50 až 80 kilometrů (31 až 50 mil). Obrazový kredit: NASA/JPL/Universities Space Research Association/Lunar & Planetary Institute
A pak je tu atmosféra. Triton má a velmi řídká dusíková atmosféra s pouze stopovým množstvím oxidu uhelnatého a metanu. Vědci si myslí, že atmosféra pochází z dusíkového ledu tajícího z povrchu, který je pokryt tenkou vrstvou vyžíhaného zmrzlého dusíku. A ionosféra měsíce je plná nabitých částic a je 10krát aktivnější než jakýkoli jiný měsíc.
Nový návrh mise Discovery by Trident prozkoumal největší měsíc Neptunu, Triton, což je potenciálně oceánský svět s kapalnou vodou pod jeho ledovou kůrou. Trident si klade za cíl odpovědět na otázky nastíněné v grafické ilustraci výše. Poděkování: NASA/JPL-Caltech
Aktivní ionosféra je jednou z nejzáhadnějších vlastností Tritonu. Normálně je tato aktivita řízena Sluncem. Ale Triton je tak daleko od Slunce – 30krát dále než Země –, že veškerou tu aktivitu musí řídit něco jiného.
Problém je v tom, že to všechno známe z jediného průletu Voyageru 2 ze vzdálenosti 40 000 km (25 000 mil) od Tritonu. Potřebujeme se blíže podívat, abychom se o tomto podivném, zachyceném měsíci dozvěděli více.
Ve své práci NASA určila řadu prioritních otázek nejvyšší úrovně, které vedou při výběru mise. To jsou některé z otázek, které NASA upřednostňuje Skupina pro hodnocení vnějších planet :
- Jaké je rozložení a historie života ve sluneční soustavě?
- Jaký je původ, vývoj a struktura planetárních systémů?
- Jaké současné procesy utvářejí planetární systémy a jak tyto procesy vytvářejí různé výsledky v různých světech a napříč různými světy?
Jeden hlavní tah celé této touhy po průzkumu se soustředí kolem vody a Tritonova potenciálního kapalného vodního pláště.
Outer Planets Assessment Group NASA má specifickou sadu otázek týkajících se vody, oceánských světů a role, kterou hrají:
- Co řídí obyvatelnost oceánských světů?
- Drží oceánské světy život nyní, nebo tomu tak bylo v minulosti?
- Jakou roli sehrály obří planety při vzniku života na Zemi nebo jinde ve sluneční soustavě?
Ve Sluneční soustavě existují další podezřelé oceánské měsíce, jako je Europa, Ganymede a Enceladus. Ale Triton je mnohem dále od Slunce než tyto ostatní měsíce a na rozdíl od těchto měsíců se Tritonův podpovrchový oceán pravděpodobně vyvinul poté, co jej Neptun zachytil. Jak tento proces probíhal?
Na snímku jsou Europa, Ganymede a Enceladus, tři měsíce v naší sluneční soustavě s podezřelými podpovrchovými oceány. Ohledně jejich obyvatelnosti se množí otázky. Obrazový kredit: NASA/JPL
„Jak jsme řekli NASA v našem návrhu mise, Triton není jen klíč k vědě o sluneční soustavě – je to celá klíčenka: zachycený objekt Kuiperova pásu, který se vyvinul, potenciální oceánský svět s aktivními pery, energetická ionosféra a mladý , unikátní povrch,“ řekl vědec projektu Trident Karl Mitchell.
Mise Trident nemůže odpovědět na všechny tyto otázky najednou. Ale může to na nich šlápnout vedle. Přístroje, které tvoří vědecký náklad, budou vybrány tak, aby pokročily v našem chápání Tritonu na několika frontách, nejen na vodním aspektu.
V případě Tridentu současný koncept vyžaduje kamery, dva spektrometry, magnetometr a radiotechnický experiment. Infračervený spektrometr by mapoval povrch, plazmový spektrometr by zkoumal atmosféru, zejména Tritonovu aktivní ionosféru, a magnetometr by detekoval jakýkoli podpovrchový oceán.
Trident by použil svou full-frame zobrazovací kameru k zachycení stejných oblaků, které nasnímal Voyager 2, ale v plném „neptunském lesku“, když odražené světlo Slunce osvětlí Tritonovu temnou stranu. Vědci mohou pozorovat změny od poslední návštěvy a dozvědět se více o tom, jak aktivní je Triton.
V průběhu let bylo navrženo mnoho misí k Neptunu a Tritonu. Dvojice ledových obrů a jejich satelitů, včetně Uranu a jeho měsíců, představuje jedinou třídu planet, kterou jsme v naší sluneční soustavě neprozkoumali. A jejich zkoumání nezodpoví pouze na otázky týkající se našeho vlastního systému. Nejběžnějším typem dosud zjištěných exoplanet jsou planety podobné Neptunu. Takže ať se o Tritonovi dozvíme cokoliv, něco z toho se rozšíří i do našeho chápání exoplanet.
ESA zvažuje misi k oběma ledovým obrům naší sluneční soustavy a jejich měsícům. Atmosféry ledových obrů jsou utvářeny dynamickými, chemickými a radiačními procesy, které se jinde v naší sluneční soustavě nevyskytují. Díky zvláštním vlastnostem Tritonu vyniká nad svými vrstevníky. Snímky A a C jsou reprezentace pozorování Uranu a Neptunu sondou Voyager 2 ve falešných barvách. Snímky B a D byly pořízeny Hubbleovým vesmírným dalekohledem v roce 2018. Kredit snímku: Fletcher et al, 2020.
Mise Triton je v tuto chvíli pouze konceptem. A o výběr soutěží se třemi dalšími misemi. Do léta 2021 NASA zúží výběr na dva finalisty nebo možná jednoho vítěze.
Tritonovy neobvyklé vlastnosti nás mohou hodně naučit o vývoji Sluneční soustavy, o vodě, obyvatelnosti a potenciálu pro život ve vnější Sluneční soustavě, daleko od Slunce. Z naší velké vzdálenosti jsme nuceni hádat a uvažovat o tomto podivném měsíci a promíchat a znovu promíchat našich pár dráždivých obrázků z něj.
Ale chceme více odpovědí. A jediný způsob, jak získat skutečné odpovědi, je jít.
Více:
- Tisková zpráva: Navrhovaná mise NASA by navštívila Neptunův zvědavý měsíc Triton
- Tisková zpráva: NASA vybírá čtyři možné mise ke studiu tajemství sluneční soustavy
- Vesmír dnes: Neptunův měsíc Triton
- Skupina pro hodnocení vnější planety NASA: STRATEGIE PRŮZKUMU PRO VNĚJŠÍ PLANETY 2023–2032: Cíle a priority