المهمة النووية الصينية إلى نبتون-رحاب

بالإضافة إلى بنيته الداخلية المثيرة للاهتمام (والظواهر الغريبة مثل المطر الماسي!) يعتقد العلماء أن نبتون لعب دورًا مهمًا في تكوين النظام الشمسي وأن تكوينه يتضمن كميات كبيرة من الغاز الذي كان جزءًا من السديم النجمي الذي انطلق منه. تشكل النظام الشمسي

هناك عدة بعثات فضائية جريئة ومتقدمة مقترحة للعقد المقبل، كما هو واضح من مسح العقد الكوكبي 2023-32، من بينها مهمة صينية تعمل بالطاقة النووية إلى نبتون لاستكشاف الكوكب الجليدي العملاق، أكبر أقماره (تريتون)، وغيرها من الأقمار والخواتم.

وفي الواقع، كانت هذه المهمة موضوع بحث أجراه باحثون من وكالة الفضاء الوطنية الصينية، والأكاديمية الصينية للعلوم، وهيئة الطاقة الذرية الصينية، والأكاديمية الصينية لتكنولوجيا الفضاء، والعديد من الجامعات والمعاهد. المؤلف الرئيسي للورقة التي تصف النتائج التي توصلوا إليها هو Guobin Yu.

تعتبر عمالقة الجليد مثل نبتون بمثابة كنز محتمل للاكتشافات العلمية، كما وصف المؤلفون في ورقتهم البحثية. بالإضافة إلى بنيته الداخلية المثيرة للاهتمام (والظواهر الغريبة مثل المطر الماسي!)، يعتقد العلماء أن نبتون لعب دورًا مهمًا في تكوين النظام الشمسي. وبجملة واحدة، يتضمن تركيبه كميات كبيرة من الغاز الذي كان جزءًا من السديم النجمي الذي تشكل منه النظام الشمسي. وفي الوقت نفسه، يشير موقع نبتون إلى المنطقة التي تشكلت فيها الكواكب قبل انتقالها إلى مداراتها الحالية.

هناك أيضًا ألغاز تحيط بأكبر أقمار نبتون، تريتون، والذي يعتقد علماء الفلك أنه كوكب تم طرده من النظام الشمسي واستولت عليه جاذبية نبتون. ويُعتقد أيضًا أن وصول هذا الكوكب تسبب في هزة في أقمار نبتون الطبيعية، مما أدى إلى تفككها واندماجها لتكوين أقمار جديدة. ومن المفترض أيضًا أن يتفكك تريتون في النهاية ويشكل هالة حول نبتون أو يصطدم به. يمكن لدراسة نبتون وأقماره وديناميكيات مداراته أن تقدم إجابات حول كيفية تشكل النظام الشمسي وتطوره، مع ما يترتب على ذلك من آثار تتعلق ببداية الحياة.

لسوء الحظ، ونظرًا لصعوبات إرسال البعثات إلى الفضاء السحيق (والتي تشمل نوافذ الإطلاق ومصدر الطاقة والاتصالات)، فقد قامت مهمة واحدة فقط بزيارة نبتون حتى الآن. لقد كان مسبار فوييجر 2 هو الذي مر بالنظام عام 1989 وحصل على معظم ما نعرفه عن هذا العملاق الجليدي ونظامه. بالإضافة إلى ذلك، فرضت طبيعة الأدوات العلمية لمركبة فوييجر 2 قيودًا معينة على كمية البيانات التي يمكنها الحصول عليها. في السنوات الأخيرة، اقترحت وكالة ناسا إرسال مهمة لاستكشاف نبتون وتريتون (مركبة ترايدنت الفضائية).

ومع ذلك، لم يتم إعطاء هذه المهمة الأولوية في المسح العقدي لعلوم الكواكب والأحياء الفلكية 2023-2032، وبدلاً من ذلك تقرر إطلاق المركبة الفضائية Uranus Orbiter (UOP) إلى Uranus-Uron. ولكن بالنظر إلى الإمكانات والتحسينات الهائلة التي تم إدخالها على أدوات المركبة الفضائية منذ زيارة نبتون الأخيرة، يوصي يو وزملاؤه بأن الوقت قد حان للقيام بمهمة أخرى إلى نبتون.

عند فحص مشكلة مصدر الطاقة للمركبة الفضائية، احتاج يو وزملاؤه إلى مصدر يمكنه توفير الكهرباء بشكل آمن وموثوق لمدة 15 عامًا على الأقل. لقد قرروا أن مولد النظائر المشعة الكهروحرارية بسعة طاقة تبلغ 10 كيلووات سيكون كافيًا. وتقوم هذه البطارية النووية، التي تشبه ما تستخدمه المركبة الفضائية كوريوسوت ومركبة بيرسيفيرانس على المريخ، بتحويل الطاقة الحرارية الناتجة عن تحلل المواد المشعة إلى كهرباء.

ويوصون أيضًا بأن يعتمد نظام مصدر الطاقة على مخطط استخدام أنبوب حراري واحد ومجموعة واحدة من وحدات التحويل الكهروحرارية ومجموعة واحدة من مجمعات الحرارة كوحدة مصدر طاقة واحدة. ومن الممكن بعد ذلك توصيل وحدات مصدر طاقة متعددة في وقت واحد، حيث يتم تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية، لتزويد المركبة الفضائية بالطاقة.

وكتبوا أن هذا النظام سيكون قادرًا على تزويد المهمة بـ "ثماني سنوات من التشغيل بكامل طاقته البالغة 10 كيلووات وسبع سنوات أخرى من التشغيل بطاقة منخفضة تبلغ 2 كيلووات، وهذا سيضمن بشكل فعال موثوقية النظام وسلامته". طوال المهمة."

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• القمر الجديد لنبتون-رحاب
• نبتون "اختطف" تريتون من كوكب آخر