המשימה הגרעינית של סין לנפטון-רהב

בנוסף למבנה הפנימי המסקרן שלו (ותופעות מוזרות כמו  גשם יהלומים!), מדענים מאמינים שנפטון מילא תפקיד חשוב בהיווצרות מערכת השמש וכי הרכבו כולל כמויות גדולות של גז שהיה חלק מהערפילית הקדם-כוכבית ממנה נוצרה מערכת השמש

כמה משימות חלל נועזות ומתקדמות מוצעות לעשור שלפנינו, כפי שעולה בבירור מסקר העשור הפלנטרי לשנים 2023-32, ביניהן משימה סינית מונעת באנרגיה גרעינית לנפטון לחקור את כוכב הקרח הענק, הירח הכי גדול שלו (טריטון) ושאר הלוויינים והטבעות.

למעשה, המשימה הזאת הייתה הנושא של מחקר שערכו חוקרים מסוכנות החלל הלאומית הסינית, האקדמיה הסינית למדעים, רשות האנרגיה האטומית של סין, האקדמיה הסינית לטכנולוגיות חלל והרבה אוניברסיטאות ומכונים. הכותב הראשי של המאמר המתאר את הממצאים שלהם הוא גואובין יו.

ענקי קרח כמו נפטון הם אוצר פוטנציאלי של תגליות מדעיות, כפי שמתארים המחברים במאמר. בנוסף למבנה הפנימי המסקרן שלו (ותופעות מוזרות כמו  גשם יהלומים!), מדענים מאמינים שנפטון מילא תפקיד חשוב בהיווצרות מערכת השמש. במשפט אחד, ההרכב שלו כולל כמויות גדולות של גז שהיה חלק מהערפילית הקדם-כוכבית ממנה נוצרה מערכת השמש. בה בעת, המיקום של נפטון מציין את האזור בו נוצרו  כוכבי הלכת  לפני שעברו למסלולים הנוכחיים שלהם.

יש גם תעלומות הקשורות בירח הכי גדול של נפטון, טריטון, שהאסטרונומים חושבים שהוא פלנטואיד שנפלט ממערכת השמש  ונתפס על ידי הכבידה של נפטון. חושבים גם שהגעת הפלנטואיד הזה גרמה לטלטלה בלוויינים הטבעיים של נפטון, וגרמה להם להתפרק ולהתמזג וליצור ירחים חדשים. מניחים גם שטריטון בסופו של דבר יתפרק וייצור הילה סביב נפטון או יתנגש בו. החקר של נפטון, הלוויינים שלו ודינמיקות המסלולים יוכל לספק תשובות איך מערכת השמש נוצרה והתפתחה, ועם השלכות לגבי התחלת  החיים.

לרוע המזל, בגלל הקשיים בשליחת משימות לחלל העמוק (הכוללים חלונות שיגור, מקור חשמל ותקשורת), רק משימה אחת ביקרה בנפטון עד כה. זאת הייתה הגשושית וויאג’ר 2, שחלפה ליד המערכת ב-1989 והשיגה את רוב מה שאנחנו יודעים על ענק הקרח הזה ועל המערכת שלו. בנוסף, טיבם של המכשירים המדעיים של וויאג’ר 2 הטיל מגבלות מסוימות על כמות הנתונים שיכלה להשיג. בשנים האחרונות נאס”א הציעה לשלוח משימה לחקור את נפטון וטריטון (החללית טריידנט).

עם זאת, משימה זו לא קיבלה עדיפות בסקר העשור של המדעים הפלנטריים והאסטרוביולוגיה 2023-2032 ובמקומה הוחלט לשגר את החללית אורנוס אוביטר (UOP) לאורנוס-אורון. אבל לאור הפוטנציאל והשיפורים העצומים שנעשו במכשירי החללית מאז ביקורו האחרון של נפטון, יו ועמיתיו ממליצים שהגיע הזמן למשימה נוספת לנפטון.

כשבחנו את בעיית מקור החשמל בחללית, יו ועמיתיו נזקקו  למקור שיוכל לספק באופן בטוח ואמין חשמל במשך 15 שנים לפחות. הם קבעו שגנרטור רדיואיזוטופי תרמואלקטרי עם קיבולת אנרגיה של 10 קילו-וואט יספיק. הסוללה הגרעינית הזאת, שדומה למה שנמצא בשימוש  הרחפן קוריוסוטי והרכב פרסבירנס על המאדים , ממירה אנרגיית חום מהדעיכה  של חומר רדיואקטיבי לחשמל.

הם גם ממליצים שמערכת מקור החשמל תתבסס על סכמה של שימוש בצינור חום אחד, סט אחד של יחידות המרה תרמו חשמלית וסט אחד של קולטי חום כיחידת מקור חשמל אחת. אפשר אז לחבר במקביל יחידות מקור חשמל מרובות, בהן אנרגיית החום מומרת לאנרגיה חשמלית, כדי לספק חשמל לחללית.

המערכת הזאת, הם כותבים, תוכל לספק למשימה “שמונה שנים של פעילות בהספק מלא של 10 קילו-ואט ושבע שנים נוספות של פעולה בהספק נמוך של 2 קילו-ואט, וזה יבטיח למעשה את האמינות והבטיחות של המערכת במשך כל המשימה”.

עוד בנושא באתר הידען:

• ירח חדש לנפטון-רהב
• נפטון “חטף” את טריטון מכוכב לכת אחר