Eine ehrgeizige Mission zum Neptun könnte sowohl den Planeten als auch Triton untersuchen

Missionskonzepte zum äußeren Sonnensystem sind relativ verbreitet, da Planetenforscher zunehmend frustriert sind über unser mangelndes Wissen über die entferntesten Planeten. Neptun, der am weitesten entfernte bekannte Planet, wurde zuletzt in den 1980er Jahren von Voyager 2 besucht.

Seit dem Start der Sonde im Jahr 1977 haben sich die Technologien stark weiterentwickelt. Doch um diese bessere Technologie nutzen zu können, müssen wir zunächst eine Mission in das System bringen – und eine solche Mission wird derzeit in einer Reihe von Arbeiten von ConEx Research und dem University College London entwickelt. Eine davon ist veröffentlicht In Das Aeronautical Journal von JE McKevitt und Kollegen.

Die Arcanum-Mission soll Neptun umkreisen und auf Triton landen, um Einblicke in beide interessanten Objekte des Systems zu erhalten. Auf Neptun gibt es einige der stärksten Winde im Sonnensystem und das Sturmsystem „Großer Dunkler Fleck“. Triton ist sogar noch interessanter, da dort potenziell aktiver Vulkanismus und möglicherweise ein unterirdischer Ozean herrscht.

Angesichts der unterschiedlichen Anforderungen für die Erforschung von Planeten und Mond ist Arcanum in drei verschiedene Teile aufgeteilt: einen Orbiter, ein „Orbitalmanövergerät“ und einen Lander. Schauen wir uns die einzelnen Teile der Reihe nach an.

Der Orbiter heißt Somerville und seine Hauptfunktion besteht darin, eine wissenschaftliche Plattform für die Erforschung des Neptuns zu bieten. Er wird aber auch als Kommunikationsrelais für das Landesystem dienen, mit dem er während des größten Teils seiner Reise ins äußere Sonnensystem verbunden sein wird.

Zur Nutzlast gehören mehrere Kameras, einige Spektrometer, ein Magnetometer und andere wissenschaftliche Geräte, vor allem aber ein Teleskop. Das Teleskop wird im sichtbaren und infraroten Spektrum arbeiten, sodass der Orbiter sowohl das Neptunsystem beobachten als auch nach weiter entfernten Objekten suchen kann, beispielsweise im Kuipergürtel.

Das System, das die orbitalen Manöver der Landesonde ermöglicht, heißt Tenzing. Es wird in zwei Phasen arbeiten – zunächst nach der Trennung von Somerville und dann nach der Abkopplung der Landesonde. In der ersten Phase soll die Landesonde genau für eine Landung auf Triton positioniert werden, wobei die Treibstoffreserven genutzt und die Landesonde selbst mit Energie versorgt werden.

Während der zweiten Phase fungiert es als Beobachter im Orbit und als Relaisstation und stellt die Kommunikation zwischen der Landesonde und Somerville her, das über eine viel stärkere Antenne verfügt.

Tenzing verfügt außerdem über eine Reihe von drei „Penetratoren“, die versuchen werden, die äußere Eisschicht von Triton zu durchbrechen und so wissenschaftliche Untersuchungen des Inneren der Welt zu ermöglichen. Es ist unklar, ob die Systementwickler planen, die Kruste vollständig zu durchdringen, um an einen möglichen Unterwasserozean zu gelangen.

Der Lander selbst heißt Bingham und besteht aus eigenen Triebwerken, Landeplattformen und einer wissenschaftlichen Ausstattung. Zu den Instrumenten an Bord gehören mehrere Kameras, ein Seismometer, ein Thermometer und ein Massenspektrometer. Insgesamt würde die Instrumentierung des Landers ein grundlegendes Verständnis der Oberflächenbedingungen auf Triton liefern, obwohl er nicht unbedingt in der Lage wäre, die interessantesten Teile des Mondes allein zu erkunden.

All diese Systeme wären ohne Starships verbesserte Startfähigkeit nicht möglich. Man geht davon aus, dass Starship mindestens eine Größenordnung mehr Transportkapazität in eine Transferbahn hat als viele bestehende kommerzielle Raketenlösungen. Bingham und Tenzing allein haben eine „nasse“ Masse (d. h. mit Treibstoff) von 550 kg, was sie in eine viel schwerere Kategorie einordnet als andere Missionen ins äußere Sonnensystem.

Mit einem voraussichtlichen Starttermin im Jahr 2030 und einer erwarteten Ankunft am Neptun im Jahr 2045 bleibt Starship genügend Zeit, um vor dem Startfenster seine Fähigkeiten unter Beweis zu stellen. Aber zum jetzigen Zeitpunkt ist Arcanum nur eine von mehreren geplanten Sonnensystemmissionen und wird von keiner großen Raumfahrtagentur unterstützt.

Es bleibt abzuwarten, wie unsere nächste Mission zum Neptun aussehen wird. Der Druck, eine solche Mission zu starten, wird jedoch immer größer, bis die Menschheit eines Tages schließlich zu diesem aufregenden System zurückkehrt.