هل حان الوقت للعودة إلى نبتون وقمره تريتون؟ من المحتمل ان تكون. بعد كل شيء ، لدينا بعض الأعمال غير المكتملة هناك.
لقد مرت 30 عامًا منذ أن حلقت مركبة الفضاء فوييجر 2 التابعة لناسا بالقرب من عملاق الغاز وأكبر أقماره ، وطرح ذلك التحليق أسئلة أكثر مما أجاب. ربما سنحصل على بعض الإجابات في عام 2038 ، عندما تكون مواقع كوكب المشتري ونبتون وتريتون مناسبة تمامًا لمهمة.
ناسا تتداول بشأن المهمة التالية في نطاقها برنامج الاكتشاف ، وتقليصها إلى أربعة احتمالات: مهمة لدراسة الغلاف الجوي لكوكب الزهرة ، وواحدة لمراقبة النشاط البركاني على قمر المشتري Io ، وواحدة لرسم خريطة لسطح كوكب الزهرة ودراسة جيولوجيتها ، وواحدة لاستكشاف قمر نبتون تريتون.
المهمة المفاهيمية ل تريتون تسمى ترايدنت ، وهي تتنافس مع الثلاثة الآخرين لتصبح مهمة كاملة.
'لطالما كان Triton أحد أكثر الأجسام إثارة وإثارة للاهتمام في النظام الشمسي.'
لويز بروكر ، مديرة معهد القمر والكواكب
نبتون كوكب نادرا ما تزوره. في الواقع ، لم تزور سوى مركبة فضائية واحدة. السفر 2 طار بالقرب من نبتون في عام 1989 ، وقدم لنا بعض اللمحات المحيرة عن قمره الغريب ، تريتون.
قالت لويز بروكر ، مديرة معهد القمر والكواكب / اتحاد الجامعات لأبحاث الفضاء في هيوستن: 'لطالما كان تريتون أحد أكثر الأجسام إثارة وإثارة للاهتمام في النظام الشمسي'. كمحقق رئيسي ، سيقود Prockter مهمة Trident المقترحة. وأضاف بروكر في خبر صحفى .
فسيفساء الألوان العالمية من Triton ، التي التقطتها فوييجر 2 في عام 1989. Credit: NASA / JPL / USGS
ستنطلق مهمة ترايدنت في عام 2026 ، مستفيدة من محاذاة نادرة وفعالة بين كوكب المشتري ونبتون وتريتون في عام 2038. وستساعد الجاذبية على التحليق بالقرب من الأرض والزهرة والمشتري قبل المتابعة إلى نبتون. كل تلك التحليقات ستساعد في دفع المركبة الفضائية نحو هدفها. ثم تقوم بتحليق بالقرب من نبتون ، ثم تحليق بالقرب من تريتون. للأسف ، لا يتضمن ملف تعريف المهمة أي مركبات مدارية أو مركبات هبوط.
يعني المسار الفريد للمركبة الفضائية أنه حتى مع التحليق مرة واحدة فقط من تريتون ، ستكون قادرة على رسم خريطة لسطح القمر بالكامل تقريبًا. كما ستكون قادرة على الطيران في نطاق 500 كيلومتر (310 ميل) من السطح ، مباشرة عبر الغلاف الجوي الرقيق لتريتون.
قال ويليام فرايزر من مختبر الدفع النفاث ، مهندس أنظمة المشروع في ترايدنت: 'إن مصممي المهمة والملاحين بارعون جدًا في هذا الأمر'. 'بعد 13 عامًا من الطيران عبر النظام الشمسي ، يمكننا بثقة أن نتخطى الحافة العلوية للغلاف الجوي لتريتون - وهو أمر محير للغاية.'
تريتون هو إلى حد بعيد أكبر أقمار نبتون. إنه في تناقض مع نبتون ، وهو على الأرجح كائن حزام كويبر تم التقاطه ، وليس قمرًا في الموقع. يقع القمر الخارجي لنبتون Neried في مدار إهليلجي للغاية ولا يظهر. حقوق الصورة: NASA / ESA / A. Feild، STScI
يمتلك Triton عددًا قليلاً من الخصائص الغريبة التي تتطلب تفسيرات.
عندما تجاوزت Voyager 2 تريتون في عام 1989 ، رصدت بعض الأشياء التي أثارت فضولنا. ووقعت ثورات لغاز النيتروجين والغبار وصل ارتفاعها إلى 8 كيلومترات (5 أميال). لم يكن هناك سوى عدد قليل من الحفر الناتجة عن الاصطدام ، وتم إعادة ظهور السطح مرارًا وتكرارًا. كانت هناك تلال وأخاديد ونتوءات وسهول وهضاب ، ولكن لم تكن هناك اختلافات سطحية تزيد عن كيلومتر واحد.
سطح تريتون وعرة للغاية ، وتشوبه ندوب ارتفاع نقط الجليد والصدوع والحفر البركانية وتدفقات الحمم البركانية المكونة من الماء وغيرها من الجليد. كما أن السطح صغير جدًا ومفتوح جدًا ، ويمكن أن يكون نشطًا جيولوجيًا اليوم. تُظهر صورة Voyager هذه 'تضاريس الشمام' للقمر. يبلغ عرض هذا المشهد 150 مترًا (500 قدم). تم تضخيم الارتياح الرأسي بمعامل 25 للمساعدة في التفسير. حقوق الصورة: NASA / JPL / Universities Space Research Association / Lunar & Planetary Institute
قال كارل ميتشيل ترايدنت عالم مشروع في مختبر الدفع النفاث: 'تريتون غريب ، لكنه غريب بشكل ملائم ، بسبب العلم الذي يمكننا القيام به هناك'. 'نحن نعلم أن السطح به كل هذه الميزات التي لم نرها من قبل ، مما يحفزنا على الرغبة في معرفة' كيف يعمل هذا العالم؟ '
ثلاث صور محببة لسطح Triton من فوييجر 2. هذا هو تسلسل زمني للصورة تم التقاطها بفارق 45 دقيقة ، من أعلى إلى أسفل. تظهر عمودًا داكنًا يشبه الينابيع الساخنة يصل ارتفاعه إلى 8 كيلومترات (5 ميل) فوق السطح. تنجرف سحابة المواد إلى أسفل جهة اليمين لمسافة 150 كيلومترًا (100 ميل) تقريبًا ويبدو أنها تزداد كثافة في كل صورة. حقوق الصورة: NASA / JPL
لقد قام العلماء أيضًا بتجميع الأجزاء الداخلية من Triton معًا ، على الرغم من وجود الكثير مما يتطلب تأكيدًا ، والكثير منهم لا يزالون لا يعرفون. من المحتمل أن يكون جسمًا متمايزًا ، مما يعني أنه يحتوي على قشرة وغطاء ونواة. لكن الوشاح هو على الأرجح ماء سائل ، ومن المحتمل أن يكون هناك ما يكفي من المواد المشعة في قلب تريتون لإبقاء الماء دافئًا. هناك دليل يدعم كل هذا ، لكن المهمة ستوضح بعضًا منه ، ونأمل أن تجيب على بعض الأسئلة الأخرى.
هناك المزيد من الغرابة عندما يتعلق الأمر بـ Triton. إنه في مدار من الدرجة الرجعية مع نبتون ، مما يعني أنه يدور في الاتجاه المعاكس لدوران نبتون. إنه القمر الكبير الوحيد في المجموعة الشمسية الذي يفعل ذلك. التفسير الوحيد لدورانها المعاكس هو أنها أسيرة كائن حزام كايبر ، بدلاً من القمر في الموقع. كما أنه مائل بشدة فيما يتعلق بنبتون ، يقابله 23 درجة.
تُظهر صور فوييجر 2 هذه لقطة مقرّبة لسلسلة بارزة من السمات البركانية المحاطة بسهول بركانية ملساء تكونت من الحمم البركانية أو رواسب الرماد من الماء أو غيرها من الجليد ، مثل الميثان أو الأمونيا. يبلغ عرض الحفر والقباب الأصغر عادةً 10 كيلومترات (6 أميال) ولا يزيد ارتفاعها عن بضع مئات من الأمتار (عدة مئات من الأقدام). يبلغ عرض المنخفضات الكبيرة في أقصى يسار ويمين السلسلة من 50 إلى 80 كيلومترًا (31 إلى 50 ميلاً). حقوق الصورة: NASA / JPL / Universities Space Research Association / Lunar & Planetary Institute
ثم هناك الجو. يمتلك Triton ملف جو النيتروجين رقيق جدا ، مع كميات ضئيلة من أول أكسيد الكربون والميثان. يعتقد العلماء أن الغلاف الجوي يأتي من ذوبان جليد النيتروجين من السطح ، وهو مغطى بطبقة رقيقة من النيتروجين المتجمد الملدن. ويمتلئ الأيونوسفير للقمر بالجسيمات المشحونة ، وهو أكثر نشاطًا بعشر مرات من أي قمر آخر.
اقتراح جديد لمهمة الاكتشاف ، سيستكشف ترايدنت أكبر أقمار نبتون ، تريتون ، والذي من المحتمل أن يكون عالم محيط به مياه سائلة تحت قشرته الجليدية. يهدف Trident إلى الإجابة على الأسئلة الموضحة في الرسم التوضيحي أعلاه. الائتمان: NASA / JPL-Caltech
يعتبر الغلاف المتأين النشط أحد أكثر صفات تريتون غموضًا. عادة ، هذا النشاط مدفوع بالشمس. لكن تريتون بعيد جدًا عن الشمس - 30 مرة أبعد من الأرض - لدرجة أن شيئًا آخر يجب أن يقود كل هذا النشاط.
المشكلة هي أننا نعرف كل هذا من رحلة فوييجر 2 المنفردة ، من مسافة 40 ألف كيلومتر (25 ألف ميل) من تريتون. نحن بحاجة إلى نظرة فاحصة لمعرفة المزيد عن هذا القمر الغريب الملتقط.
حددت وكالة ناسا في عملهم عددًا من الأسئلة ذات الأولوية عالية المستوى التي توجه اختياراتهم للمهمة. هذه بعض الأسئلة التي أعطتها الأولوية لوكالة ناسا مجموعة تقييم الكواكب الخارجية :
- ما هو توزيع وتاريخ الحياة في النظام الشمسي؟
- ما هو أصل وتطور وهيكل أنظمة الكواكب؟
- ما هي العمليات الحالية التي تشكل أنظمة الكواكب ، وكيف تخلق هذه العمليات نتائج متنوعة داخل وعبر عوالم مختلفة؟
يتمحور الدافع الرئيسي لكل هذه الرغبة الاستكشافية حول الماء ، وغطاء الماء السائل المحتمل لتريتون.
مجموعة تقييم الكواكب الخارجية التابعة لوكالة ناسا لديها مجموعة محددة من الأسئلة التي تتناول المياه وعوالم المحيطات والدور الذي تلعبه:
- ما الذي يتحكم في صلاحية عوالم المحيطات؟
- هل تحمل عوالم المحيطات الحياة الآن ، أم أنها كانت كذلك في الماضي؟
- ما الدور الذي لعبته الكواكب العملاقة في ظهور الحياة على الأرض أو في أي مكان آخر في النظام الشمسي؟
هناك أقمار محيطية أخرى مشتبه بها في النظام الشمسي ، مثل أوروبا وجانيميد وإنسيلادوس. لكن تريتون أبعد بكثير عن الشمس من تلك الأقمار الأخرى ، وعلى عكس تلك الأقمار ، من المحتمل أن يكون المحيط تحت السطحي لتريتون قد تطور بعد أن استولى عليها نبتون. كيف تمت هذه العملية؟
في الصورة يوروبا ، وجانيميد ، وإنسيلادوس ، ثلاثة أقمار في نظامنا الشمسي مع محيطات تحت السطح مشتبه بها. تكثر الأسئلة حول قابليتها للعيش. حقوق الصورة: NASA / JPL
'كما قلنا لوكالة ناسا في اقتراح مهمتنا ، فإن Triton ليس مجرد مفتاح لعلم النظام الشمسي - إنه حلقة مفاتيح كاملة: كائن حزام كويبر الذي تم التقاطه والذي تطور ، وعالم محيط محتمل به أعمدة نشطة ، وغطاء أيوني نشط ، وشاب قال كارل ميتشل ، عالم مشروع ترايدنت.
لا تستطيع مهمة Trident الإجابة على كل هذه الأسئلة في وقت واحد. لكنها يمكن أن تلتقطهم. سيتم اختيار الأدوات التي تشكل الحمولة العلمية لتعزيز فهمنا لـ Triton على عدة جبهات ، وليس فقط الجانب المائي.
في حالة Trident ، يستدعي المفهوم الحالي وجود كاميرات ، ومقياسين طيفين ، ومقياس مغناطيسي ، وتجربة علوم الراديو. من شأن مطياف الأشعة تحت الحمراء أن يرسم خريطة للسطح ، أما مطياف البلازما فسيقوم بفحص الغلاف الجوي ، وخاصة الغلاف الأيوني النشط لتريتون ، وسيكتشف مقياس المغنطيسية أي محيط تحت السطح.
ستستخدم ترايدنت كاميرا التصوير ذات الإطار الكامل لالتقاط نفس الأعمدة التي صورتها فوييجر 2 ، ولكن في 'تألق نبتون' الكامل ، عندما يضيء ضوء الشمس المنعكس جانب تريتون المظلم. يمكن للعلماء ملاحظة التغييرات منذ الزيارة الأخيرة ومعرفة المزيد حول مدى نشاط Triton.
كان هناك العديد من المهام المقترحة لنبتون وتريتون على مر السنين. بما في ذلك أورانوس وأقماره ، يمثل الزوجان من عمالقة الجليد وأقمارهم الفئة الوحيدة من الكواكب التي لم نستكشفها في نظامنا الشمسي. واستكشافها لن يجيب فقط على الأسئلة المتعلقة بنظامنا. أكثر أنواع الكواكب الخارجية شيوعًا التي تم اكتشافها حتى الآن هي الكواكب الشبيهة بنبتون. لذا مهما تعلمنا عن تريتون ، فإن بعضًا منه سيمتد إلى فهمنا للكواكب الخارجية.
تفكر وكالة الفضاء الأوروبية في إرسال مهمة إلى كل من عمالقة الجليد في نظامنا الشمسي وأقمارهم. تتشكل الأجواء الجليدية العملاقة من خلال عمليات ديناميكية وكيميائية وإشعاعية غير موجودة في أي مكان آخر في نظامنا الشمسي. خصائص تريتون الغريبة تجعله متميزًا عن أقرانه. الصور A & C هي تمثيلات بألوان زائفة لملاحظات Voyager 2 لأورانوس ونبتون ، على التوالي. تم الحصول على الصور B و D بواسطة تلسكوب هابل الفضائي في عام 2018. حقوق الصورة: Fletcher et al ، 2020.
مهمة Triton ليست سوى مفهوم في هذه المرحلة. وهي تتنافس مع ثلاث مهام أخرى للاختيار. بحلول صيف عام 2021 ، ستكون ناسا قد ضيّقت الاختيار إلى اثنين من المتأهلين للتصفيات النهائية ، أو ربما فائز واحد.
تمتلك خصائص Triton غير العادية الكثير لتعلمنا عن تطور النظام الشمسي ، وعن الماء ، وصلاحية السكن ، وإمكانية الحياة في النظام الشمسي الخارجي ، بعيدًا عن الشمس. من بعدنا الكبير ، نحن مجبرون على التخمين والتساؤل بشأن هذا القمر الغريب ، وخلط صورنا القليلة والمثيرة له.
لكننا نريد المزيد من الإجابات. والطريقة الوحيدة للحصول على إجابات حقيقية هي الذهاب.
أكثر:
- خبر صحفى: ستقوم بعثة ناسا المقترحة بزيارة كوكب نبتون الفضول تريتون
- خبر صحفى: ناسا تختار أربع مهمات محتملة لدراسة أسرار النظام الشمسي
- الكون اليوم: نبتون القمر تريتون
- مجموعة ناسا لتقييم الكواكب الخارجية: استراتيجية استكشاف الكواكب الخارجية 2023-2032: الأهداف والأولويات