Концепции миссий к внешним районам Солнечной системы относительно распространены, поскольку планетологи все больше разочаровываются в нашей неосведомленности о самых отдаленных планетах. Нептун, самая дальняя из известных планет, в последний раз посещался "Вояджером-2" в 1980-х годах.
Технологии значительно продвинулись с тех пор, как этот зонд был запущен в 1977 году. Но чтобы использовать эту более совершенную технологию, нам сначала нужно, чтобы в систему прибыла миссия — и одна из таких миссий разрабатывается в серии работ ConEx Research и Университетского колледжа Лондона. Один из них был опубликован в журнале Aeronautical Journal Дж. Э. Маккевиттом и его коллегами.
Миссия Arcanum направлена на то, чтобы выйти на орбиту Нептуна и совершить посадку на Тритоне, что позволит получить представление об обоих объектах, представляющих интерес в системе. На Нептуне одни из самых сильных ветров в Солнечной системе и штормовая система "Большое темное пятно". Тритон еще более интересен, поскольку на нем, возможно, имеется активный вулканизм и подземный океан.
Учитывая различные требования к изучению как планеты, так и Луны, Arcanum разделен на три отдельные части — орбитальный аппарат, "орбитальный маневратор" и посадочный модуль. Давайте рассмотрим каждый из них по очереди.
Орбитальный аппарат называется "Сомервилл", и его основная функция заключается в обеспечении научной платформы для изучения Нептуна. Но он также будет служить ретранслятором связи для системы спускаемого аппарата, к которой он будет подключен на протяжении большей части своего путешествия к внешним районам Солнечной системы.
Полезная нагрузка включает в себя несколько камер, несколько спектрометров, магнитометр и некоторое другое научное оборудование, но самое главное, в нем будет находиться телескоп. Телескоп будет работать в видимом и инфракрасном спектре, позволяя орбитальному аппарату как наблюдать за системой Нептуна, так и искать объекты, расположенные дальше, например, в поясе Койпера.
Система, обеспечивающая орбитальное маневрирование посадочного модуля, известна как Tenzing. Она будет работать в два этапа: первый — после отделения от Somerville, а второй - после отсоединения посадочного модуля. На первом этапе его цель состоит в том, чтобы точно расположить посадочный модуль для приземления на "Тритоне", используя его запасы топлива и обеспечивая подачу энергии на сам посадочный модуль.
На втором этапе он выступает в качестве орбитального наблюдателя и ретрансляционной станции, обеспечивая связь между посадочным модулем и Сомервиллем, который имеет гораздо более мощную антенну.
У Тенцинга также есть серия из трех "пенетраторов", которые попытаются пробить внешнюю ледяную оболочку Тритона, что позволит провести научные исследования недр планеты. Неясно, планируют ли разработчики системы полностью проникнуть сквозь кору, чтобы добраться до потенциального подводного океана.
Сам посадочный модуль называется Bingham и состоит из собственных двигателей, посадочных площадок и научного комплекса. Приборы на борту включают в себя множество камер, сейсмометр, термометр и масс-спектрометр. В целом, приборы, установленные на спускаемом аппарате, позволят получить базовое представление об условиях на поверхности Тритона, хотя он не обязательно сможет самостоятельно исследовать наиболее интересные части Луны.
Все эти системы были бы невозможны без улучшенных пусковых возможностей Starship, которые, как ожидается, будут иметь как минимум на порядок большую грузоподъемность на переходной орбите, чем многие существующие коммерческие ракетные решения. Только у Бингхэма и Тенцинга "влажная" масса (то есть с топливом) составляет 550 кг, что относит их к гораздо более тяжелой категории, чем у других миссий за пределами Солнечной системы.
Учитывая ожидаемую дату запуска в 2030 году и ожидаемое прибытие к Нептуну в 2045 году, у Starship будет достаточно времени, чтобы освоиться до старта. Но на данный момент Arcanum является лишь одной из нескольких предлагаемых миссий в Солнечной системе, и ее не поддерживает ни одно крупное космическое агентство.
Остается неясным, как будет выглядеть наша следующая миссия к Нептуну. Однако необходимость отправить кого-то из них будет возрастать до тех пор, пока, в конце концов, человечество не вернется к этой захватывающей системе.
