Is het tijd om terug te gaan naar Neptunus en zijn maan Triton? Het kan zijn. Ten slotte, we hebben daar wat onafgemaakte zaken.

Het is 30 jaar geleden dat NASA's Voyager 2-ruimtevaartuig langs de gasreus en zijn grootste maan vloog, en die flyby stelde meer vragen dan het beantwoordde. Misschien krijgen we wat antwoorden in 2038, wanneer de posities van Jupiter, Neptunus en Triton zijn precies goed voor een missie.

NASA beraadt zich over de volgende missie in haar Discovery Program, beperken tot vier mogelijkheden:een missie om de atmosfeer van Venus te bestuderen, een om vulkanische activiteit te observeren op Jupiters maan Io, een om het oppervlak van Venus in kaart te brengen en de geologie ervan te bestuderen, en een om Neptunus' maan Triton te verkennen.

De conceptuele missie naar Triton heet Trident, en het concurreert met de andere drie om een ​​volwaardige missie te worden.

Neptunus is een zelden bezochte planeet. In feite, slechts één ruimtevaartuig ooit heeft bezocht. Voyager 2 vloog in 1989 langs Neptunus, en gaf ons enkele verleidelijke glimpen van zijn vreemde maan, Triton.

"Triton is altijd een van de meest opwindende en intrigerende lichamen in het zonnestelsel geweest, " zei Louise Prockter, directeur van de Lunar and Planetary Institute/Universities Space Research Association in Houston. Als hoofdonderzoeker, Prockter zou de voorgestelde Trident-missie leiden. "Ik ben altijd dol geweest op de foto's van Voyager 2 en hun verleidelijke glimpen van dit bizarre, gekke maan die niemand begrijpt, " voegde Prockter toe in een persbericht.

De Trident-missie zou in 2026 worden gelanceerd, profiteren van een zeldzame en efficiënte uitlijning tussen Jupiter, Neptunus, en Triton in 2038. Het zou de zwaartekracht assisteren bij het voorbijvliegen van de aarde, Venus en Jupiter voordat ze verder gaan naar Neptunus. Al die fly-by's zullen het ruimtevaartuig naar zijn doel stuwen. Dan zou het een fly-by van Neptunus en een fly-by van Triton uitvoeren. Helaas, het missieprofiel bevat geen orbiters of landers.

Het unieke pad van het ruimtevaartuig zou betekenen dat zelfs met slechts één vlucht van Triton, het zou in staat zijn om het oppervlak van de maan bijna volledig in kaart te brengen. Het zou ook in staat zijn om binnen 500 km (310 mijl) van het oppervlak te vliegen, dwars door Tritons dunne atmosfeer.

"De missieontwerpers en navigators zijn hier zo goed in, " zei William Frazier van JPL, project systeemingenieur van Trident. "Na 13 jaar vliegen door het zonnestelsel, we kunnen vol vertrouwen de bovenrand van de atmosfeer van Triton afschuimen - wat behoorlijk verbijsterend is."

Triton heeft een handvol vreemde eigenschappen die om uitleg vragen.

Toen Voyager 2 in 1989 langs Triton ging, zag hij een paar dingen die onze nieuwsgierigheid opwekten. Er waren uitbarstingen van stikstofgas en stof tot 8 km hoog. Slechts een paar inslagkraters waren zichtbaar, en het oppervlak was herhaaldelijk opgedoken. Er waren richels, voren, ontsluitingen, vlakten en plateaus, maar geen oppervlaktevariaties van meer dan 1 km.

"Triton is raar, maar toch relevant raar, vanwege de wetenschap die we daar kunnen doen, " zei Karl Mitchell Trident-projectwetenschapper bij JPL. "We weten dat het oppervlak al deze kenmerken heeft die we nog nooit eerder hebben gezien, wat ons motiveert om te willen weten 'hoe werkt deze wereld?'"

Wetenschappers hebben het interieur van Triton in elkaar gezet, te, hoewel er veel is dat bevestiging vereist en veel dat ze nog steeds niet weten. Het is waarschijnlijk een gedifferentieerd lichaam, wat betekent dat het een korst heeft, een mantel en een kern. Maar de mantel is waarschijnlijk vloeibaar water, en er is waarschijnlijk genoeg radioactief materiaal in de kern van Triton om dat water warm te houden. Er is bewijs om dit alles te ondersteunen, maar een missie zou het een en ander verduidelijken, en hopelijk nog wat andere vragen beantwoorden.

Er is meer vreemdheid als het op Triton aankomt. Het is in een retrograde baan met Neptunus, wat betekent dat het in de tegenovergestelde richting van de rotatie van Neptunus draait. Het is de enige grote maan in het zonnestelsel die dat doet. De enige verklaring voor zijn tegengestelde rotatie is dat het een gevangen Kuipergordel-object is in plaats van een in-situ maan. Het is ook sterk gekanteld ten opzichte van Neptunus, 23 graden verschoven.

En dan is er nog de sfeer. Triton heeft een zeer dunne stikstofatmosfeer, met slechts sporen van koolmonoxide en methaan. Wetenschappers denken dat de atmosfeer afkomstig is van stikstofijs dat van het oppervlak smelt, die is bedekt met een dunne laag gegloeide bevroren stikstof. En de ionosfeer van de maan is gevuld met geladen deeltjes en is 10 keer actiever dan elke andere maan.

De actieve ionosfeer is een van Tritons meest mysterieuze eigenschappen. Normaal gesproken, die activiteit wordt aangedreven door de zon. Maar Triton is zo ver weg van de zon - 30 keer verder weg dan de aarde - dat iets anders al die activiteit moet aansturen.

Het probleem is, we weten dit allemaal van Voyager 2's single-fly-by, op een afstand van 40, 000km (25, 000 mijl) van Triton. We moeten beter kijken om meer te weten te komen over deze vreemde, maan gevangen.

In hun werk, NASA heeft een aantal top-level, prioriteitsvragen die hun missieselecties begeleiden. Dit zijn enkele van de vragen die prioriteit hebben gekregen van NASA's Outer Planets Assessment Group:

• Wat is de verspreiding en geschiedenis van het leven in het zonnestelsel?
• Wat is de oorsprong, evolutie, en structuur van planetenstelsels?
• Welke hedendaagse processen planetaire systemen vormen, en hoe creëren deze processen uiteenlopende resultaten binnen en tussen verschillende werelden?

Een belangrijk speerpunt van al dit verkennende verlangen is gericht op water, en Triton's potentiële vloeibare watermantel.

NASA's Outer Planets Assessment Group heeft een specifieke reeks vragen over water, oceaan werelden, en de rol die ze spelen:

• Wat bepaalt de bewoonbaarheid van oceaanwerelden?
• Houden oceaanwerelden nu leven, of deden ze dat in het verleden?
• Welke rol speelden de reuzenplaneten bij het ontstaan ​​van leven op aarde of elders in het zonnestelsel?

Er zijn andere vermoedelijke oceaanmanen in het zonnestelsel, zoals Europa, Ganymedes en Enceladus. Maar Triton is veel verder van de zon dan die andere manen, en in tegenstelling tot die manen, De ondergrondse oceaan van Triton is waarschijnlijk ontstaan ​​nadat Neptunus hem had veroverd. Hoe verliep dat proces?

"Zoals we tegen NASA zeiden in ons missievoorstel, Triton is niet alleen een sleutel tot de wetenschap van het zonnestelsel, het is een hele sleutelhanger:een gevangen Kuipergordel-object dat evolueerde, een potentiële oceaanwereld met actieve pluimen, een energetische ionosfeer en een jonge, uniek oppervlak, " zei Trident-projectwetenschapper Karl Mitchell.

De Trident-missie kan niet al die vragen tegelijk beantwoorden. Maar het kan bij hen wegpikken. De instrumenten die de wetenschappelijke lading vormen, zullen worden geselecteerd om ons begrip van Triton op een paar fronten te vergroten, niet alleen het wateraspect.

In het geval van Trident, het huidige concept vraagt ​​om camera's, twee spectrometers, een magnetometer, en een radiowetenschappelijk experiment. Een infraroodspectrometer zou het oppervlak in kaart brengen, een plasmaspectrometer zou de atmosfeer onderzoeken, vooral de actieve ionosfeer van Triton, en de magnetometer zou elke ondergrondse oceaan detecteren.

Trident zou zijn full-frame beeldcamera gebruiken om dezelfde pluimen vast te leggen die Voyager 2 in beeld bracht, maar in volle "Neptune-shine, " wanneer het gereflecteerde licht van de zon de donkere kant van Triton zal verlichten. Wetenschappers kunnen veranderingen waarnemen sinds het laatste bezoek en meer te weten komen over hoe actief Triton is.

Er zijn door de jaren heen veel voorgestelde missies naar Neptunus en Triton geweest. Inclusief Uranus en zijn manen, het paar ijsreuzen en hun satellieten vertegenwoordigt de enige klasse van planeten die we niet in ons zonnestelsel hebben verkend. En het verkennen ervan zal niet alleen vragen over ons eigen systeem beantwoorden. Het meest voorkomende type exoplaneet dat tot nu toe is gedetecteerd, zijn Neptunus-achtige planeten. Dus wat we ook leren over Triton, een deel ervan zal zich uitstrekken tot ons begrip van exoplaneten.

De Triton-missie is op dit moment slechts een concept. En het concurreert met drie andere missies voor selectie. Tegen de zomer van 2021, NASA heeft de keuze beperkt tot twee finalisten, of mogelijk één winnaar.

De ongebruikelijke eigenschappen van Triton kunnen ons veel leren over de evolutie van het zonnestelsel, over water, bewoonbaarheid en het potentieel voor leven in het buitenste zonnestelsel, ver van de zon. Van onze grote afstand, we zijn gedwongen te raden en ons af te vragen over deze vreemde maan, en om onze weinigen te schudden en opnieuw te schudden, prikkelende beelden ervan.

Maar we willen meer antwoorden. En de enige manier om echte antwoorden te krijgen, is door te gaan.