Жюль Верн был прав! Учёные обнаружили огромный океан в ядре Земли, что ставит под сомнение наше понимание Вселенной.
Инновационный радиозонд NASA под названием Gravity Imaging Radio Observer (GIRO) может революционизировать методы изучения внутренних структур экзопланет и других небесных тел.
Небольшой компактный радиозонд использует точные измерения гравитационных вариаций для создания высокодетализированных карт внутренних структур далёких планет, спутников и астероидов. Этот подход, описанный в недавней статье, опубликованной в The Planetary Science Journal, может помочь ответить на некоторые из самых важных вопросов о составе и эволюции этих инопланетных миров.
GIRO: инструмент, меняющий правила игры для понимания недр экзопланет
GIRO предназначен для измерения минимальных изменений в гравитационных полях небесных тел, предлагая беспрецедентное понимание внутренних структур далёких планет. Райан Парк, главный инженер Лаборатории реактивного движения NASA, объяснил, что зонд отражает радиосигналы от космического корабля, который его несёт и выпускает.
«GIRO — это небольшой радиозонд, который отражает радиосигналы, отправленные с космического корабля-носителя, который его перевозит и выпускает», — сказал Парк в электронном письме Space.com. Эти сигналы помогают учёным обнаруживать едва заметные вариации, известные как гравитационная «шероховатость», в гравитационном поле целевого тела.
Как работает GIRO: гравитационные вариации и эффект Доплера
Работа зонда основана на обнаружении «шероховатости» или вариаций в гравитационном поле целевого тела. Когда зонд и космический корабль-носитель движутся вместе — будь то орбита или пролёт мимо планетарного тела — эти гравитационные изменения вызывают очень незначительные сдвиги в их орбитах.
«Когда зонд и космический корабль-носитель вместе движутся по орбите (или пролетают мимо) целевого тела, вариации или «шероховатость» в гравитационном поле тела вызывают очень небольшие изменения в орбитах как зонда, так и космического корабля-носителя», — отметил Парк. Эти небольшие, но измеримые изменения можно отслеживать с помощью эффекта Доплера, что позволяет учёным с поразительной точностью картографировать внутреннее строение тела.
Значение GIRO для планетологии и исследований
Одним из наиболее захватывающих аспектов GIRO является его потенциал для проведения детальных измерений гравитационного поля в сложных условиях. Например, когда гравитационный сигнал слабый, как на небольших астероидах, или когда возможно только ограниченное получение данных.
Парк подчеркнул, что GIRO будет «особенно полезен — и даже необходим — для задач, требующих восстановления высокоточных гравитационных полей, исследования рискованных сред и/или ситуаций с ограниченными возможностями сбора данных». Это делает зонд бесценным инструментом для миссий, нацеленных на труднодоступные небесные тела, такие как спутники далёких планет или небольшие удалённые астероиды.
Вызовы при разработке зонда GIRO для космических миссий
Разработка зонда GIRO сопряжена с рядом вызовов. Зонды должны быть выведены на высокоточные орбиты, чтобы обеспечить точность измерений и поддерживать стабильную радиосвязь с космическим кораблём-носителем. Эти орбиты также должны соответствовать строгим протоколам планетарной защиты, чтобы избежать загрязнения других миров.
Для миссий к внешним планетам зонды GIRO будут полагаться на питание от батарей, что ограничивает срок их службы примерно до 10 дней. Однако для миссий ближе к Солнцу зонды могут подзаряжать свои батареи от солнечного света, что продлевает их эксплуатационные возможности.
Будущее GIRO: потенциальные приложения и интеграция в миссии
Несмотря на вызовы, потенциальные приложения GIRO огромны. После достижения ключевых этапов GIRO может быть интегрирован в предстоящие планетарные миссии, нацеленные на астероиды, спутники или внешние планеты.
«Наиболее важные этапы перед интеграцией включают создание и тестирование полётных прототипов в условиях, которые точно имитируют реальные условия миссии», — пояснил Парк. После тестирования прототипов GIRO может быть включён в полезную нагрузку будущих космических миссий. Это может стать огромным шагом вперёд в нашей способности исследовать удалённые уголки Солнечной системы и за её пределами.