کاوشگر جهنده برای شناخت پلوتو

به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، طرح این کاوشگر منحصر بفرد قرار است در سمپوزیوم طرح‌های پیشرفته ناسا(نیاک) در سال جاری میلادی در شهر دنور کانادا ارائه شود.

این فضاپیما علاوه بر فرود و کاوش در سیاره کوتوله پلوتو می‌تواند چند صد کیلومتر مسافت را با استفاده از یک پرش بپیماید و اطلاعات مختلفی از سطح این سیاره کوچک یخی به دست آورد.

ویژگی یک سیاره کوتوله به شرح زیر است:

1- در مداری به دور خورشید می‌گردد.

2- آنقدر جرم دارد تا خودگرانی آن بر نیروهای جسم صلب غلبه کرده، جسمی با تعادل هیدرواستاتیک (تقریباً گِرد) به وجود آید.

3- تمام مسیر (مدار) خود را از اجرام ریز و درشت جارو نکرده است.(آنها را جذب یا دفع نکرده است)

4- قمر یک سیاره نیست.

حد بالا و پایین برای اندازه و جرم سیاره‌های کوتوله، دقیقاً مشخص نشده است. البته حد پایین را تعادل هیدرواستاتیک تعیین می‌کند، اما اندازه‌ای که در آن، این اتفاق رخ می‌دهد، ممکن است با توجه به ترکیب و تاریخچه جسم تغییر کند. برآورد می‌شود که در سال‌های پیشِ رو، 40 تا 50 سیاره کوتوله کشف شود. در حال حاضر پنج سیاره کوتوله در منظومه شمسی وجود دارد.

در صورتی که این طرح بتواند نظر متخصصان ناسا را جلب کند با کمک این سازمان ساخته شده و برنامه‌های پرتاب آن مشخص خواهد شد.

میزان کشش جاذبه‌ای پلوتو در حدود 0.06 جاذبه زمین است و اتمسفر بسیار رقیقی از نیتروژن و متان دارد.

برای فرود آمدن این کاوشگر بر سطح پلوتو، طراحان ایده فرود بالونی را مطرح کرده‌اند که پس از جدا شدن از فضاپیما با سرعت 48 هزار کیلومتر بر ساعت، وارد جو پلوتو شده و به آرامی بر روی سطح این سیاره کوتوله فرود بیاید.

فشار جو موجود در سطح پلوتو نیز بسیار کمتر از زمین است به طوریکه دانشمندان مقدار آن را 10 میلیونم فشار زمین محاسبه کرده‌اند اما ارتفاع جو این سیاره بسیار زیاد و در حدود 1600 کیلومتر بالاتر از سطح آن است.

دکتر "بنجامین گلدمن"(Benjamin Goldman) یکی از مقامات ناسا که در سمپوزیوم نیاک نیز حضور دارد گفت: جو گسترده و بسیار کم‌فشار پلوتو برای از بین بردن مقادیر زیادی جنبش بسیار مناسب است و البته بهتر است تا جایی که ممکن است وزن محموله فرودی را کاهش داد.

زمانی که این کاوشگر بر سطح پلوتو فرود بیاید در یک منطقه ثابت باقی نمی‌ماند و می‌تواند با قرار گرفتن در وضعیت پرش و استفاده از انفجارهای محدود رانشی صدها کیلومتر با یک خیز جابجا شود.

این کاوشگر جهنده در طول اقامت و فعالیت خود در پلوتو به مطالعه ساختار سطحی و زیرین این سیاره پرداخته و آن را از نظر جوی و درجه حرارات و ترکیبات شیمیایی تشکیل‌دهنده جو مورد ارزیابی قرار می‌دهد.

یک آزمایشگاه محدود بر روی این کاوشگر تعبیه خواهد شد که وی با نمونه‌گیری از هوای پلوتو به انجام آزمایش‌های مختلف در رابطه با آن خواهد پرداخت.

در حال حاضر طرح‌های اولیه این کاوشگر آماده شده و محققان در حال تست آن هستند و پس از تایید طرح احتمالا به مدار زمین ارسال خواهد شد تا با قرارگیری در جو فضا عملکرد آن سنجیده شود.

این طرح می‌تواند تا 12 سال آینده به پلوتو فرستاده شود.

پلوتو سیاره کوتوله کمربند کویپر در سامانه خورشیدی است که در هنگام کشف آن در سال 1930 تا 24 اوت 2006 نهمین سیاره سامانه خورشیدی به حساب آمده بود؛ اما اکنون بنا بر تعریف نوین انجمن بین‌المللی اخترشناسی از سیاره،  پلوتو یک سیاره کوتوله و همچنین به عنوان نخستین نمونه از رده جدید جرم فرانپتونی است. گرچه برخی از ستاره‌شناسان با قراردادن پلوتو در رده سیاره‌های کوتوله مخالفند و همچنان آن را یک سیاره معمول می‌دانند. در زبان انگلیسی به این سیاره پلوتو و در زبان فرانسه به آن پلوتون می‌گویند.

پلوتو در افسانه‌های روم باستان نام "خدای زیرزمینی" بوده و انگیزه این نامگذاری فاصله بسیار دور این جرم آسمانی از خورشید بوده‌ است.

پلوتو بزرگ‌ترین جسم فضایی در سامانه خورشیدی است که تا پیش از گذر کاوشگر فضایی"نیوهورایزنز" (افق‌های نو) از کنار آن در 14 ژوئیهٔ 2015، هیچ‌یک از ماموریت‌های فضایی از سوی زمین به آن نرسیده بودند.

پلوتو ساختاری از سنگ و یخ دارد و کره‌ای کوچک‌ است که یک سوم ماه جرم آن است.

قطر پلوتو 2370 کیلومتر است و این سیاره کوتوله می‌تواند گاهی از زمین تا فاصله 7٫5 میلیارد کیلومتری دور باشد. چهار لکه سیاه سطح پلوتو که به کمربند تیره دور استوای پلوتو متصل هستند و تقریباً به یک اندازه و به یک فاصله هستند توجه دانشمندان را به خود جلب کرده‌اند.

مدار پلوتو برخلاف مدار زمین و هفت سیاره دیگر یک مدار نزدیک به دایره نیست بلکه این مدار یک مداربیضی بسیار کشیده با خروج از مرکز بسیار محسوسی است و گردش مداری آن نزدیک به 248 سال زمینی طول می‌کشد.

کشیدگی مدار پلوتو بسیار زیاد و غیرعادی‌است به‌طوری که مدار آن با مدار نپتون، آخرین سیاره سامانه خورشیدی در دو نقطه برخورد دارد. فاصله پلوتو از خورشید در اوج مداری خود 49 واحد نجومی است یعنی حدود 50 برابر بیشتر از فاصله زمین از خورشید است. پلوتو در حضیض خود تنها 29 واحد نجومی از خورشید فاصله دارد.

 مدار پلوتو با دائرةالبروج بیش از 17 درجه زاویه انحراف دارد و در نتیجه همین انحراف است که این سیاره کوتوله نیمی از مسیر مداری خود را در بالای صفحه گردش زمین به دور خورشید و نیمی دیگر را در پایین این صفحه می‌پیماید.

یک سال پلوتونی به اندازه 248 سال زمینی طول می‌کشد و پلوتو که در اوج مداری خود بعد از نپتون قرار دارد، در 20 سال از این 248 سال را از مدار نپتون گذشته و به فاصله کمتری از خورشید نسبت به نپتون قرار می‌گیرد. آخرین باری که این رویداد پیش آمده 21 ژانویه سال 1979 میلادی بوده که پلوتو مدار نپتون را قطع و وارد منطقه داخلی هشتمین سیاره سامانه خورشیدی شده و تا یازدهم فوریه 1999 که مجدداً مدار نپتون را به قصد خارج قطع کرده در فاصله‌ای نزدیک‌تر از نپتون به خورشید قرار داشته است. زمان تجربه دوباره این رویداد سپتامبر سال 2226 میلادی خواهد بود.

با توجه به چگونگی گردش مداری پلوتون و زاویه انحراف این مدار، امکان برخورد این سیاره کوتوله با نپتون در هنگام گذشتن از نقطهٔ مداری مشترک میان این دو، مورد بررسی قرار گرفته و نتیجه‌گیری‌ها نشان می‌دهند که زاویه میل و تناسب مداری که بین این دو جرم آسمانی وجود دارد برخورد آن‌ها را در وضعیت کنونی ناممکن می‌سازد.

رصدهای تلسکوپ فضایی هابل چگالی پلوتو را بین 1٫8 تا 2٫1 گرم بر سانتی‌متر مکعب تخمین زد. احتمالاً ساختار درونی آن 50 تا 70 درصد از سنگ و 30 تا 50 درصد از یخ تشکیل شده‌است، قطر هسته آن 1700 کیلومتر (70 درصد قطر کل سیاره) برآورد شده‌ است که باعث گرمای سطوح بالایی سیاره و ایجاد اقیانوسی از آب مایع در 100 تا 180 کیلومتری بالای هسته می‌شود. جرم پلوتون برابر با 0٫24 درصد کره زمین و ابعاد بزرگترین قمر آن یعنی شارون 70 درصد قطر پلوتون است.

دوری و نزدیکی سیاره‌ها از هم به این دلیل که هر کدام از آن‌ها مدار و میانگین سرعت مداری ویژه خود را دارند، فاصله‌ای‌است که به ناچار، پیوسته در حال تغییر است. با این حال، از آنجا که سیاره زمین و سیاره کوتوله پلوتو هر دو نهایتاً همیشه بر گرد مرکز مشترکی که خورشید است می‌گردند، دوری آنها از یک دیگر، تابع 2 محدودیت تکرار شونده یعنی یک «حداقل» و یک «حداکثر» فاصله است. این محدودیت هم خود به دلیل بیضی شکل بودن مدار پلوتون، به طور دوره‌ای متغیر است.

 زمانی که زمین و پلوتو (در حضیض) هر دو در یک سوی خورشید قرار بگیرند، این فاصله می‌تواند تا حداقل خود یعنی نزدیک به 4٫28 میلیارد(4280 میلیون) کیلومتر کاهش یابد. هرگاه که زمین و پلوتو(در اوج) هر دو در دو سوی مخالف و در برابر یک دیگر بر گرد خورشید قرار گیرند، این فاصله به حداکثر خود که نزدیک به 7٫5 میلیارد (7500 میلیون) کیلومتر است می‌رسد.

سال نجومی پلوتو نزدیک به 248 سال زمینی‌ است ولی هر دو در یک جهت به دور خورشید می‌گردند.