Equipo de SwRI realiza avances al estudiar la misión del orbitador de Plutón

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 impulsar el regreso 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 que utiliza fondos de investigación interna ha realizado varios descubrimientos que amplían el alcance y el valor de una futura misión del orbitador de Plutón. Los avances definen un recorrido orbital de ahorro de combustible y demuestran que un orbitador puede continuar la exploración en el Cinturón de Kuiper después de examinar 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 Americana en Knoxville, Tennessee. 

El vicepresidente asociado y científico planetario, el Dr. Alan Stern, dirige el estudio SwRI. El equipo descubrió por primera vez cómo se pueden cumplir numerosos objetivos científicos clave utilizando las asistencias de gravedad del satélite gigante de Plutón, Caronte, en lugar del propulsor, lo que permite al orbitador cambiar su órbita repetidamente para investigar diversos aspectos de Plutón, su atmósfera, sus cinco lunas y su Interacciones del 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, y 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. luego explora otros planetas enanos y cuerpos más pequeños del cinturón de Kuiper. 

"Esto es innovador", dijo Stern. "Anteriormente, la NASA y la comunidad científica planetaria pensaban que el siguiente paso en la exploración del Cinturón de Kuiper sería elegir entre" profundizar "en el estudio de Plutón y sus lunas o" expandirse "examinando objetos más pequeños del Cinturón de Kuiper y otro planeta enano en comparación con Plutón. La comunidad científica planetaria debatió cuál era el siguiente paso correcto. Nuestros estudios demuestran 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 pueden alcanzarse con solo recursos de combustible pequeños y numerosas asistencias por gravedad utilizando la luna gigante de Plutón, Caronte. Crédito: Southwest Research Institute

El equipo también incluye al ingeniero de vuelo espacial y diseñador de misiones Dr. Mark Tapley y a la científica planetaria Dr. Amanda Zangari, así como al gerente de proyectos John Scherrer y la directora de software Tiffany Finley, todos de la División de Ingeniería y Ciencia Espacial de SwRI. 

Finley diseñó el recorrido orbital de Plutón alrededor de docenas de maniobras de asistencia gravitatoria de Caronte. "Este recorrido está lejos de ser optimizado, pero es capaz de hacer cinco o más sobrevuelos de cada una de las cuatro lunas pequeñas de Plutón, mientras examina las regiones polares y ecuatoriales de Plutón utilizando cambios de plano. El plan también permite un encuentro extenso 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", dijo. 

El trabajo de Tapley demostró que un sistema de propulsión eléctrica similar al utilizado por la misión Dawn de la NASA podría alimentar al orbitador para permitirle volar a otros objetos conocidos del Cinturón de Kuiper, incluido uno 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. 

This figure depicts an electric propulsion spacecraft leaving Pluto orbit, flying by other small Kuiper Belt objects and then reaching the dwarf planet 2002 MS4 as just one example of the "gold standard" Pluto orbiter-Kuiper Belt explorer mission discovered by the SwRI study team. Credit: Southwest Research Institute

Además, Zangari dirigió un estudio separado que examinó las misiones a los 45 objetos más grandes del Cinturón de Kuiper y los planetas enanos, con posibles lanzamientos entre 2025 y 2040. Su trabajo describió posibles misiones de 25 años o menos para los planetas enanos Eris y Sedna a través de asistencias de gravead de Júpiter-Neptuno, Quaoar, Makemake, Haumea a través de asitencia de gravedad de Júpiter-Saturno, y Varuna después de un sobrevuelo de Júpiter-Urano. Un artículo que detalla este trabajo ha sido aceptado por el Journal of Spacecraft and Rockets. 

"¿Quién hubiera pensado que una sola misión con motores de propulsión eléctrica ya disponible podría hacer todo esto?" dijo Stern. "Ahora que nuestro equipo ha demostrado que la comunidad de la ciencia planetaria no tiene que elegir entre un orbitador de Plutón o sobrevuelos de otros cuerpos en el Cinturón de Kuiper, pero puede tener ambas cosas, yo llamo a esta misión combinada el" estándar de oro "para el futuro de Plutón. y la exploración del cinturón de Kuiper ". 

El equipo pasará los próximos meses publicando más de sus hallazgos y determinando los atributos del sistema de naves espaciales necesarios para cumplir con la misión del "patrón oro" orbitador de Plutón orbitador-Cinturón de Kuiper. 

Fuente: Southwest Research Institute,