Jak prozkoumat Neptunův měsíc Triton?

Mozaika snímků měsíce Triton ze sondy Voyager 2

Když sonda Voyager 2 prolétla před třemi dekádami kolem Neptunova měsíce Tritonu, planetology čekalo velké překvapení. Voyager 2 byl doposud jedinou sondou, která prolétla kolem Neptunu a tak zanechala spoustu nezodpovězených otázek. Výhledy, které sonda pořídila, jsou úchvatné a zachycují tmavé výtrysky ledového materiálu proudící z Tritonova povrchu. Ale proč? Snímky ukazují, že ledová krajina představuje mladý terén, který se průběžně obnovuje čerstvým materiálem. Ale o jaký materiál jde a odkud pochází? Jak může být starodávný měsíc nacházející se 6× dál od Slunce než Jupiter  stále aktivní? Souvisí to nějak s jeho vnitřní stavbou, která je stále dost horká aby poháněla tuto činnost?

Návrh nové mise Trident, který se spolu s dalšími třemi návrhy dostal do finále aktuálního výběru v rámci amerického programu Discovery, cílí na odhalení těchto tajemství. Jméno nebylo zvoleno náhodně – Trident je anglický výraz pro trojzubec, který podle mytologie nosil římský bůh moří Neptun. Z finálové čtyřky by mohly být v létě příštího vybrány k realizaci až dvě mise, které odstartují v průběhu této dekády.

Návrh sondy Trident

Návrh sondy Trident
Zdroj: https://forum.nasaspaceflight.com/

Výzkum Tritonu a sledování toho, jak se měnil v průběhu času, by pomohlo vědcům lépe porozumět procesu vývoje a fungování těles v celé Sluneční soustavě. Jde o opravdu hodně neobvyklý svět. Triton obíhá kolem Neptunu proti směru otáčení planety. To nedělá žádný jiný velký měsíc Sluneční soustavy. Dráha Tritonu je vůči rovníku Neptunu výrazně skloněna – o 23°! Triton má průměr odpovídající třem čtvrtinám našeho Měsíce a podle dostupných informací vznikl někde jinde. Pravděpodobně jde o tuláka z Kuiperova pásu, tedy z oblasti za Neptunem, která je bohatá na ledová tělesa – pozůstatky z doby vzniku Sluneční soustavy.

Série tří snímků pořízených sondou Voyager 2 během 26. srpna 1989. Fotky bylyp ořízeny s rozestupem 45 minut (odshora dolů). Během jevu došlo k vyvržení osm kilometrů vysokého sloupce tmavého jemného materiálu.

Série tří snímků pořízených sondou Voyager 2 během 26. srpna 1989. Fotky byly pořízeny s rozestupem 45 minut (odshora dolů). Během jevu došlo k vyvržení osm kilometrů vysokého sloupce tmavého jemného materiálu.
Zdroj: https://www.jpl.nasa.gov/

Triton má také neobvyklou atmosféru, která je tvořena nabitými částicemi. Jeho ionosféra je desetkrát aktivnější než co bychom našli u jakéhokoliv jiného měsíce v naší soustavě. Právě tahle odlišnost vrtá vědcům hlavou asi nejvíc. Ionosféra bývá obecně nabíjena sluneční energií, jenže Neptun a tedy i Triton obíhají Slunce ve 30× větší vzdálenosti než Země, takže zde musí být nějaký jiný zdroj energie. Klima na Tritonu je podle všeho dynamické a mění se, přičemž na povrchu sněží pravděpodobně ztuhlý dusík.

Triton byl vždy jedním z nejúžasnějších a nejvíce fascinujících objektů Sluneční soustavy,“ uvedla Louise Prockter, ředitelka Lunárního a planetárního institutu univerzitní kosmické výzkumné asociace v Houstonu. Jakožto hlavní vědecká pracovnice by stála v čele navrhované mise Trident a o její správu by se starala Jet Propulsion Laboratory z jižní Kalifornie. „Vždy jsem milovala snímky z Voyageru 2 a jejich provokující pohledy na tento bizarní, bláznivý měsíc, kterému nikdo nerozumí,“ dodala Prockter.

Zmíněné výtrysky pozorované Voyagerem 2 jsou mimořádně zajímavé. Něco podobného jsme viděli na Saturnově měsíci Enceladu a pravděpodobně k nim dochází i na Jupiterově Europě. V těchto případech jde zřejmě o jev způsobený vodou z nitra měsíce, která je vytlačena skrz pevnou ledovou krustu. Pokud by byl původcem výtrysků na Tritonu (který leží mnohem dále než oba zmíněné měsíce) také podpovrchový oceán, dostali by vědci cenné informace o tom, jak takové oceány vznikají. Narozdíl od jiných známých podpovrchových oceánů se u Tritonu předpokládá, že mohl vzniknout až poté, co byl Triton zachycen Neptunem.

Snímek Tritonu pořízený Voyagerem 2 zachycuje oblast širokou 500 km.

Snímek Tritonu pořízený Voyagerem 2 zachycuje oblast širokou 500 km.
Zdroj: https://www.jpl.nasa.gov/

To by zároveň rozšířilo naše znalosti spojené s tím, kde se dá najít voda. Trident má tři hlavní úkoly, přičemž prvním z nich je zjistit, jaké faktory vedou k tomu, že těleso Sluneční soustavy, má potřebné složky k obyvatelnosti, včetně vody. Pokud bude návrh vybrán, pak tato sonda využije přístroj schopný zmapovat magnetické pole měsíce a z dat určit, zda se pod povrchem nachází oceán nebo ne. Další přístroje se pak zaměří na zmíněnou ionosféru, atmosféru s organickými látkami a bizarní povrchové útvary.

Triton vyfocený Voyagerem 2 ze vzdálenosti menší než 80 000 km.

Triton vyfocený Voyagerem 2 ze vzdálenosti menší než 80 000 km.
Zdroj: https://www.jpl.nasa.gov/

Druhým hlavním úkolem Tridentu bude prozkoumat rozlehlé a doposud nespatřené terénní útvary. Triton představuje největší neprozkoumaný pevný povrch ve Sluneční soustavě. Většina našich znalostí pochází z dat od Voyageru 2, ale zatím jsme viděli jen 40 % povrchu měsíce – Trident má zmapovat i ten zbytek. Využije k tomu full-frame snímkovací kameru, která má nafotit místa povrchu, na kterých Voyager 2 viděl výtrysky. Půjde o fotky pořízené za stavu, kdy je povrch noční strany Tritonu osvětlován slunečním zářením odraženým od Neptunu. Vědci by tak mohli zkusit pozorovat změny proběhlé od naší poslední návštěvy a zjistit, jak moc je Triton aktivní.

Třetím hlavním úkolem je lepší porozumění procesům, které obnovují povrch tohoto měsíce. Vědce překvapuje, jak mladý tento povrch je – ve 4,6 miliardy let staré soustavě je tomuto terénu sotva deset milionů let a nemá prakticky žádné viditelné krátery. Je tu také otázka, proč tento povrch vypadá jinak než u jiných ledových měsíců. Nachází se zde nezvyklé povrchové útvary, jako třeba prohlubněmi posetý terén přezdívaný cantaloupe (výraz odpovídající ananasovému melounu), nebo vystupující náhodní pláně. Získané odpovědi by mohly vrhnout nové světlo na procesy spojené s vývojem povrchu na jiných ledových tělesech.

Cantaloupe - terén na Tritonu

Cantaloupe – terén na Tritonu
Zdroj: https://www.jpl.nasa.gov/

Triton je divný, ale přesto lákavě divný, díky vědě, kterou tam můžeme dělat,“ uvedl Karl Mitchell, vědec z JPL zapojený do projektu a dodává: „Víme, že na povrchu jsou útvary, které jsme jinde neviděli a to nás motivuje k tomu, abychom zjistili, jak tento svět funguje. Jak jsme uvedli do našeho návrhu mise pro NASA, Triton není jen klíčem k vědě o Sluneční soustavě, je to celý svazek klíčů – zachycený objekt Kuiperova pásu, který se vyvíjí, potenciální oceánský svět s aktivními výtrysky, energická ionosféra a mladý unikátní povrch.“

Mozaika Tritonu vytvořená ze 16 fotek pořízených Voyagerem 2.

Mozaika Tritonu vytvořená ze 16 fotek pořízených Voyagerem 2.
Zdroj: https://www.jpl.nasa.gov/

Navrhovaný termín startu mise Trident by byl říjen 2025 se záložním termínem o rok později. Sonda by v takovém případě využila výhod okna, které se otevírá jednou za 13 let, během kterého je Země ve vhodné pozici vůči Jupiteru. Sonda by využila silného gravitačního pole této planety, které by ji vystřelilo vstříc Tritonu, kolem kterého by měla prolétnout v roce 2038, aby zde po dobu 13 dní dělala vědu.

Lidé, kteří navrhují mise a jsou zodpovědní za navigaci jsou v tomhle tak dobří,“ říká William Frazier, projektový systémový inženýr Tridentu a dodává: „Po 13 let dlouhé cestě Sluneční soustavou můžeme poklidně prolétnout horními vrstvami Tritonovy atmosféry – to je dechberoucí.“ Oběh Neptunu kolem Slunce trvá 165 pozemských let a tak se může zdát, že v těchto vzdálených končinách naší soustavy plyne čas pomalu. Ale není tomu tak. Pokud Trident dorazí ke svému cíli před rokem 2040, může pozemní tým prostudovat, co způsobuje zmíněné výtrysky. Pokud se to do roku 2040 nestihne, bude už Slunce moc daleko na severu a tento stav potrvá dalších 100 let.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://upload.wikimedia.org/…/Triton_moon_mosaic_Voyager_2_%28large%29.jpg
https://forum.nasaspaceflight.com/…47722.0;attach=1560244;image
https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/images/largesize/PIA14449_hires.jpg
https://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA01538.jpg
https://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA02208.jpg
https://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA12186.jpg
https://photojournal.jpl.nasa.gov/jpeg/PIA02216.jpg

Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

Prosím čekejte...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

17 komentářů ke článku “Jak prozkoumat Neptunův měsíc Triton?”

  1. Vaclav napsal:

    O rok dříve by měly v Číně startovat dvě sondy typu Voyager, nazvané IHP, do vnějších oblastí Sluneční soustavy a dále do mezihvězdného prostoru. Druhá z nich by měla zkoumat Neptun a dokonce do jeho atmosféry vypustit pouzdro. Doletět k Neptunu by měla po rychlejší dráze též v roce 2038.
    Pokud všechny tři mise budou schváleny, bude u Neptunu po padesáti letech náramně živo, hned dvě sondy proletí a sama planeta dostane zásah pozemským zařízením.
    Možná že čínská konkurence převáží při schvalování misky vah na stranu Tridentu ale může tomu být i naopak pokud v plánu čínské mise bude i podrobný průzkum Tritonu.

    • Hawk napsal:

      Vypada to na prvni pohled zajimave
      https://www.planetary.org/blogs/guest-blogs/china-voyager-like-interstellar-mission.html

      ,ale pri blizsim pohledu to budou stejni hlemyzdi jako Voyagery.

      IHP1
      Datum startu: 2024
      Dosazeni heliosfery:2049
      Vzdalenost od Zeme k heliosfere:85 AU

      Prumerna rychlost je tedy:85/(2049-2024)= „zavratnych“ 3.4 AU za rok

      P.S.:
      Mohla by se spichnout po tech desetiletich uz konecne alespon trochu rychlejsi sonda, ktera treba vypusti pred pruletem kolem Neptuna sondu k Tritonu.

      • gones napsal:

        Problém může být, že při pasivní cestě (bez aktivního dlouhodobého pohonu) je rychlost přeletu dána i požadovanou rychlostí kolem cílového objektu (planety či měsíce). Čím rychlejší přeletová rychlost meziplanetárním prostorem, tím kratší čas na pořízení snímků u cíle. Sonda proletí kolem cíle příliš velkou rychlostí. Sondy s sebou obvykle nemají dostatek paliva na orbit injection (ustavení na orbitu cíle), pouze „lehce“ přibrzdí.

        Drobnou evolucí by mohlo být použití iontových pohonů i na dlouhé mise, rád bych něco takového viděl, ale stojí to cenné kilogramy – ve výsledku záleží na nosiči (raketě) a ceně za start.

      • Vaclav napsal:

        I tak to bude druhá nejrychlejší interstelar sonda. V-1 dává necelých 3,6 AU. Což současně znamená že za určitý čas všechny krom V-1 předhoní. Příkladně NH dává jen 2,9 AU. Současně letí ven ze Sluneční soustavy i poslední stupně všech sond, krom Pioneera-11, nikdo se asi nezabývá tím, kde jsou, na rozdíl od nefunkčních Pioneerů jejichž polohy se průběžně aktualizují a P-10 je druhým nejvzdálenějším lidským výrobkem, ale dle předchozího to může být poslední stupeň nosiče sondy V-1.

  2. Jan Jancura napsal:

    Díky za zajímavý článek. Můžeme jen doufat, že tento projekt bude vybrán k realizaci, neboť i ostatní jsou velmi zajímavé. Já bych je vybral všechny.

  3. Vit Vymola napsal:

    Ano, mise vypadá na první pohled úžasně. Ale já musím, bohužel, souhlasit se závěrem, který v linkovaném článku učinil už Dušan. Plánovaná sonda je pouze průletová. Jenomže Neptun i celá jeho soustava měsíců a prstenců by si zasloužil plnohodnotný orbiter. Pokud se realizuje Trident, pak bude hrozit, že jakékoliv další mise k Neptunu budou odsunuty mimo realizaci.
    Triden by byl ve skutečnosti krokem zpět. Přitom nevidím jediný důvod, proč by už on sám nemohl u Neptunu zaparkovat. To umíme, zvlášť u velkých planet a nejsou k tomu třeba ani nijaké zvláštní, nové nebo drahé technologie.

    • Petr Scheirich napsal:

      Ale tady jde o program Discovery, což je kategorie nejlevnějších planetárních misí. Poslat orbiter k Neptunu je samozřejmě technologicky možné, ale do programu Discovery se to už finančně nevejde. To by byla spíš Flagship mission – nejdražší kategorie, něco jako třeba Cassini u Saturnu. Cena takové mise naroste z vícero důvodů:
      – Orbiter má mnohem víc možností, přístroje na něm budou (musí být, jinak by nemělo smysl ho vůbec posílat) sofistikovanější a jejich vývoj dražší.
      – Aktivní délka mise, kdy sonda pracuje na 100% a stará se o ni celý tým lidí, které ale je třeba zaplatit, je mnohem delší.
      – Větší váha sondy, z toho plynoucí větší nosná raketa (ale to už v celkové ceně zas o tolik významnější roli nemá, teda pokud se nepoužije SLS).

    • Jan Jancura napsal:

      Podle mne si to autoři návrhu dobře spočítali, nejsou začátečníky. Pro přechod na oběžnou dráhu u Neptunu je zapotřebí delta v 7 km/s, což je moc. Pro zabrzdění o atmosféru planety by zase potřebovali tepelný štít, který taky něco váží. Prostě „z nouze ctnost“.

  4. Vaclav napsal:

    Ve hře jsou další tři mise, pokud dvě dostanou přednost je po problému. Stejně čínské mise nejsou dosud schváleny. Nebude to však žádná tragédie, pokud se nepoletí. K přeletu je potřeba Jupiter a ten je k mání každých 11 let. Ten pošle sondu kamkoli, třeba po dlouhé dráze, podobně jako Pioneer-11 k Saturnu.

  5. Kamil napsal:

    Takže to bude jen pruletová mise? Já doufal, že budou orbitální sondy k Uranu a Neptunu, které vynesou rakety SLS (nebo Starship)

  6. Vaclav napsal:

    Zatím všechny průletové sondy, včetně NH, zkoumaly pouze osvětlené části cílového tělesa, což u těles s vázanou rotací značně omezovalo výzkumný program. Jestli tomu dobře rozumím nová sonda by vystačila s nepřímým osvětlením odrazem od Neptunu. To by mohlo průletovou sondu přiblížit možnostem družice, samozřejmě krom sledování dlouhodobých změn.

Zanechte komentář

Chcete-li přidat komentář, musíte se přihlásit.