Гравітаційний радіоспостерігач NASA (GIRO) – це запропонований зонд, який міг би картографувати позаземні світи, використовуючи лише гравітаційні поля та радіосигнали. Новий космічний зонд може незабаром змінити те, як ми вивчаємо далекі планети, навіть не сідаючи на них. Гравітаційний радіоспостерігач з гравітаційним зображенням, або GIRO, — це запропонована NASA концепція, метою якої є картографування надр екзопланет та інших небесних тіл, використовуючи лише гравітаційні сигнали та радіохвилі. Недорогий зонд з живленням від батареї розроблений компактним та ефективним.
Інженери вважають, що GIRO може приєднатися до майбутніх планетарних місій, щоб допомогти розкрити те, що знаходиться під поверхнями інопланетян, виявляючи такі особливості, як металеві ядра, шаруваті породи або потенційну вулканічну активність.
Зонд, який чує гравітацію
GIRO працює, пролітаючи поруч із космічним кораблем-носієм поблизу цільового тіла. Коли обидва апарати обертаються навколо планети чи місяця або пролітають повз них, незначні зміни гравітаційного тяжіння, спричинені варіаціями маси всередині тіла, ледь помітно змінюють їхні траєкторії. Ці зміни виявляються за допомогою ефекту Доплера в радіосигналах.
«GIRO — це невеликий радіозонд, який відображає радіосигнали, що надсилаються космічним кораблем, який його переніс і випустив», — сказав Раян Парк, головний інженер Лабораторії реактивного руху NASA.
Гнучкий інструмент для ризикованих та віддалених місій
Однією з сильних сторін GIRO є його здатність збирати детальні дані в екстремальних умовах або з обмеженим доступом. Парк пояснив цінність цієї конструкції для планетарних місій з обмеженнями в часі або безпеці. Наприклад, обертання поблизу кілець Урана або здійснення коротких прольотів малих астероїдів стає більш можливим завдяки низькій масі та високій точності профілю GIRO. Зонд особливо корисний, коли місії можуть здійснити лише кілька орбіт або прольотів.
«Обмежений збір даних застосовується до випадків, коли можливі лише кілька прольотів або короткий період виходу на орбіту», – сказав Парк.
Замість того, щоб вимагати спеціального космічного апарату для гравітаційного картування , GIRO може використовуватись для ширших дослідницьких місій.
«Гравітаційна наука може проводитися як частина ширших дослідницьких місій, а не вимагати спеціалізованих космічних апаратів», – додав Парк.
Висока точність без високих витрат
За словами Парка, GIRO може забезпечити точність, яка «в 10-100 разів краща», ніж традиційне наземне відстеження. Використовуючи легкі радіокомпоненти з низьким енергоспоживанням, він відповідає основним можливостям попередніх гравітаційних місій, таких як GRAIL, але за значно меншу вартість та складність. Конструкція зонда зі стабілізацією обертання та живленням від батареї дозволяє одночасно розгортати кілька пристроїв, розширюючи зону покриття та підвищуючи надійність даних.
Планування, енергетика та захист планети
Місії з використанням GIRO повинні бути ретельно сплановані. Зонди необхідно виводити на точні орбіти, щоб забезпечити точні показники та надійний радіозв’язок. Кожен пристрій має обмежений термін служби батареї близько 10 днів для місій до зовнішніх планет, хоча підзарядка сонячною батареєю є опцією для використання всередині Сонячної системи.
Дотримання правил планетарного захисту також впливає на дизайн місії. Зонди не повинні ризикувати забрудненням планетарних тіл, особливо тих, які мають потенціал для життя. Парк зазначив, що GIRO може бути інтегрований у місію протягом одного-трьох років. Але терміни залежать від фінансування, політики та тестування. Парк та його команда описали конструкцію зонда у статті, опублікованій 29 травня в журналі The Planetary Science Journal.