Западу остается лишь мечтать: Китай берет курс на Нептун в поисках внеземной жизни
Китайские специалисты предлагают запустить к Нептуну космический аппарат для изучения с орбиты самой планеты и ее спутника Тритона. Разбираемся, что привлекает КНР в самой дальней планете от Солнца и почему Запад пока может лишь мечтать о такого рода миссиях.
Миссия, подробно описанная в недавно опубликованном концептуальном исследовании, предусматривает 15-летний перелет с последующим выводом межпланетной станции на орбиту вокруг Нептуна и проведением гравитационного маневра с использованием Тритона для коррекции траектории.
После прибытия к Нептуну аппарат отправит в его атмосферу зонд, и с орбиты будет исследовать кольца, геологическую активность и магнитосферу планеты, а также оценивать возможность жизни в подповерхностном океане Тритона. Для электроснабжения систем станции на расстоянии более 4,5 млрд км от Земли, где солнечные батареи будут слишком слабы, предполагается использовать два радиоизотопных термоэлектрических генератора (РИТЭГ) выходной мощностью 300 Вт.
Космический аппарат, находящийся пока в стадии концепции, будет нести 11 научных приборов, среди которых векторный магнитометр, анализатор радиоволн, датчики частиц и пыли, камеры, спектрометры и микроволновый радиометр. Для навигации будут использоваться импульсы рентгеновского пульсара.
Концептуальное исследование, проведенное специалистами Пекинского института системной инженерии космических аппаратов и Китайской академии космических технологий, было опубликовано в журнале Chinese Journal of Aeronautics. Этот проект продолжает идеи, изложенные в предварительном научном отчёте 2021 года другой группой китайских ученых и инженеров. Они предложили создать орбитальный аппарат для исследования Нептуна с использованием ядерной энергетической установки.
Миссии «Чанъэ» и «Тяньвэнь» заложили основу для будущих подобных проектов: благодаря развитию технологий дальнего космоса Китай сможет исследовать ледяные гиганты, а уже реализованные достижения поддержат устойчивое развитие китайской космической программы. Основные технические задачи проекта включают обеспечение дальней космической связи, оптимизацию энергопотребления, повышение автономности аппаратов и разработку теплозащитного экрана для входа в атмосферу Нептуна.
Выбор целей
Китайские ученые считают, что Нептун представляет больший интерес для изучения, чем Уран, поскольку он поможет лучше понять происхождение жизни.
В недавних презентациях о планах освоения космоса Китай представил Нептун и Тритон как новые объекты для исследования.
В дорожной карте по изучению и освоению планет особое внимание уделяется поиску внеземной жизни. Вот основные этапы:
2028 год — миссия «Тяньвэнь-3» по доставке образцов грунта с Марса;
2029 год — полет «Тяньвэнь-4» к Юпитеру и его спутнику Каллисто;
2033 год — миссия по доставке образцов атмосферы Венеры;
2038 год — посадка на Марс для проведения исследований в области использования марсианских ресурсов;
2039 год — зонд к Нептуну и Тритону.
Миссия к Нептуну, вероятно, станет следующим шагом в освоении планет, которое Китай активно развивает. В рамках миссии «Тяньвэнь-1» он уже осуществил посадку ровера на Марсе, после чего запустил «Тяньвэнь-2» для сбора образцов с астероида и сближения с кометой.
В конце 2028 года Китай планирует запустить аппарат «Тяньвэнь-3» для сбора образцов грунта на Марсе. Затем, примерно в 2029 году, будет запущен первый аппарат к внешним планетам — «Тяньвэнь-4», который направится к системе Юпитера. В будущем могут быть реализованы и другие миссии, например, пролет космического зонда с РИТЭГ около Урана, что станет подготовкой к запуску орбитального аппарата к Нептуну.
В предложении Китая отражены растущие устремления страны в области планетарных исследований и желание расширить технические возможности для изучения и освоения космоса. Успешное выполнение этой миссии позволит восполнить значительные пробелы в наших знаниях о Солнечной системе.
Запад смотрит с завистью
Если проект одобрят и реализуют, китайская миссия, скорее всего, станет первым полетом космического аппарата к ледяным гигантам — Нептуну или Урану. На Западе о таком могут пока только мечтать.
Документы NASA «Видения и путешествия» (Visions and Voyages) и «Десятилетие солнечной и космической физики» (Solar and Space Physics Decadal) называли приоритетным проект запуска орбитального аппарата с посадочным зондом к Урану, но из-за постоянных сокращений бюджета и нехватки плутония-238 для РИТЭГ американская миссия к этой планете постоянно откладывается: первоначально полет планировался на 2031 год, но теперь перенесен на вторую половину 2030-х.
В силе пока остается концепция, аналогичная китайскому предложению, с исследованием Нептуна. Это небесное тело, ставшее самой отдалённой из известных планет Солнечной системы, было открыто в 1846 году. Ее условия крайне экстремальны, в частности, на ней наблюдаются сильные и постоянные ветра. Эта планета хранит множество тайн. До сих пор ее окрестности в августе 1989 году посетил только Voyager 2.
Равит Хеллед из Цюрихского университета считает, что для науки крайне важно получить точные данные о гравитационном поле Нептуна. Это помогло бы лучше понять внутреннее строение и состав планеты. «Измерения магнитных полей тоже важны, так как они уточняют модели строения и состава атмосферы. Скорость вращения Нептуна или продолжительность его дня пока неизвестны, что добавляет неопределенности в понимание его внутренней структуры», — отметила она.
Тритон — удивительный объект, представляющий целую популяцию небесных тел в Солнечной системе. Он вращается вокруг Нептуна в обратную сторону относительно вращения центральной планеты. Вероятно, он был захвачен из пояса Койпера. Во время пролёта Voyager 2 на Тритоне были зафиксированы гейзероподобные извержения. Они происходят из ледяной коры, под которой, как считают учёные, скрывается океан жидкой воды.
«У Тритона может быть подповерхностный океан, а его поверхность демонстрирует признаки активности, такие как криовулканы. Наличие океана не гарантирует обитаемость спутника, но не исключено, что в нем есть микробная жизнь, — отмечает Хеллед. — Необходимо запустить к Урану и Нептуну орбитальные аппараты с атмосферными зондами. Это потребует планирования и финансирования. Миссии Juno и Cassini дали много новых данных о Юпитере и Сатурне. Теперь настало время исследовать ледяные гиганты, наименее изученные планеты Солнечной системы».