Misije koje se fokusiraju na mala tela u Sunčevom sistemu u poslednje vreme stižu gusto i brzo. OSIRIS-Rek, Psiche i Rosetta su svi primeri projekata koji su planirali ili obavili sastanak sa malim telom u Sunčevom sistemu. Ali jedan od njihovih najvećih izazova je razumevanje gravitacije ovih tela — što je bilo posebno evidentno kada je Fila, Rozetin lender, imala teškoće da ostane na površini svoje komete. Nova ideja istraživača sa Univerziteta Kolorado Boulder i NASA-ine Laboratorije za mlazni pogon mogla bi da pomogne u rešavanju tog problema – pomeranjem malih sondi unaokolo.
Koncept, nazvan Graviti Poppers, proizašao je iz granta NIAC-a još 2020. godine. Ideja je dovoljno jednostavna – pustiti gomilu sondi na površinu malog tela i naterati ih da povremeno skaču sa njega. Kada to urade, pratite ih. Ako znate silu sa kojom su skočili i možete da ih pratite dok se vraćaju na površinu, možete preciznije proceniti gravitaciju oblasti nad kojom lebde od alternativnih tehnika.
Naučnici koriste tri glavne alternativne tehnike za izračunavanje gravitacije malih tela — radarsku tomografiju, seizmičko snimanje i gravimetriju. Svaki od njih ima nedostatke koje Graviti Poppers mogu prevazići.
Radarska tomografija koristi refleksije radio signala da proceni kakva je gravitacija u određenom području. Međutim, teško je prodreti u dublje delove malog tela. Neki materijali uopšte ne reflektuju elektromagnetne talase, što onemogućava karakterizaciju područja sa ovim materijalima.
Seizmičko snimanje se obično koristi na Zemlji. Praćenjem kretanja seizmičkih talasa po površini tela, naučnici mogu proceniti gravitaciju regiona koji ih okružuju. Međutim, neka mala tela, posebno asteroidi, su samo gomile ruševina bez unutrašnje koherentne strukture. Seizmički talasi ne rade baš dobro u takvim okruženjima. Riugu, asteroid Haiabusa-2 koji je posetio, apsorbovao je seizmičku energiju udara tako da svemirska letelica nije mogla čak ni da uoči bilo kakve promene u karakteristikama površine.
Gravimetrija je najjednostavnija od tri tehnike i zahteva najmanje opreme na brodu. Kako malo telo vuče letelicu koja kruži oko njega? Dok prolazi kroz različite regione, da li se gravitacija povećava ili smanjuje? Međutim, merenje gravitacije iz daljine nije lako, pošto su orbite obično relativno udaljene. Dakle, tačnost ove tehnike je relativno niska.
Uđite u Graviti Poppers. Orbiter bi mogao da izbaci nekoliko desetina ovih – u dokumentu koji detaljno opisuje ideju objavljenu na arXiv-u sugeriše 20. Dok slete na površinu asteroida, komete ili malog meseca, povremeno koriste unutrašnju silu da skoče sa površine, ali nije dovoljno da razbije gravitaciju. U zavisnosti od nameravanog područja za proučavanje, oni bi to mogli da urade pod uglom ili pravo nagore.
Dok odlete sa površine, matični brod u orbiti ih prati i izračunava njihovu putanju, koja se zatim može koristiti za izračunavanje gravitacije regiona nad kojim lete. Zatim slete, resetuju se i to rade više puta sa orbiterom koji ih prati. Tim je proučavao dve vrste struktura za popers: sferne i kubične. Naselili su se na kocki, koja je takođe imala ugrađene LED diode koje stvaraju izvor svetlosti koji orbiter može da prati.
Međutim, to nije tako jednostavno kao praćenje izvora svetlosti – dosta sistemske dinamike ulazi u izračunavanje ugla trajektorije, sile kojom je skočio poper i lokacije sletanja. Rad takođe opisuje simulacije kako bi takva misija funkcionisala u praksi, koristeći softver za modeliranje razvijen u NASA-i.
Nažalost, to znači da još uvek nema prototipova za ovo. Ni do sada nije dobio finansiranje NIAC faze II. Ali ideja je jedinstvena i dovoljno jednostavna da bi uz malo razvojnog truda, inženjeri mogli da savladaju ovaj novi način istraživanja nekih od ekonomski i naučno najinteresantnijih svetova u našem solarnom sistemu.
