Czy da się zajrzeć do wnętrza odległych planet i księżyców, nie lądując na ich powierzchni? NASA uważa, że tak. Inżynierowie pracują nad sondą, która może zrewolucjonizować sposób eksploracji Układu Słonecznego. Wykorzystując wyłącznie fale radiowe i subtelne zmiany grawitacyjne, nowa technologia może umożliwić badanie wewnętrznej struktury ciał niebieskich — taniej, szybciej i bezpieczniej niż kiedykolwiek wcześniej.
Proponowana sonda GIRO (ang. Gravity Imaging Radio Observer) to kompaktowa, lekka i niedroga sonda kosmiczna, która działa jako precyzyjny odbiornik sygnałów radiowych. Nie przenosi skomplikowanych instrumentów naukowych ani nie ląduje na powierzchni planet — zamiast tego odbija sygnały radiowe wysyłane z macierzystego statku kosmicznego. Zmiany w ich częstotliwości, wywołane przez oddziaływania grawitacyjne z badanym obiektem planetarnym, pozwalają naukowcom tworzyć trójwymiarowe mapy jego wnętrza.
Kluczową innowacją GIRO jest metoda wykorzystania efektu Dopplera. Kiedy zarówno GIRO, jak i macierzysta sonda kosmiczna przemieszczają się wokół planety lub mijają ją w locie, lokalne różnice w gęstości wewnętrznej planety (np. jądro, warstwy skał, podpowierzchniowe morza) powodują drobne zmiany w trajektorii lotu obu obiektów. Te mikroskopijne odchylenia są rejestrowane jako zmiany częstotliwości odbijanych fal radiowych, co pozwala z niezwykłą dokładnością wnioskować o strukturze wnętrza badanego ciała.
Choć GIRO to stosunkowo prosta technologicznie sonda, jej możliwości są imponujące. Według inżyniera Ryana Parka z Jet Propulsion Laboratory NASA, dane zbierane przez GIRO mogą być od 10 do nawet 100 razy dokładniejsze niż te uzyskiwane za pomocą naziemnego śledzenia orbit sond. Jej wydajność porównuje się z misją GRAIL, która badała pole grawitacyjne Księżyca — ale GIRO osiąga to przy ułamku kosztów i złożoności.
GIRO nie działa jednak samodzielnie. Sonda została zaprojektowana jako dodatek do większych misji kosmicznych. Może zostać wypuszczona z głównej sondy w odpowiednim momencie misji, szczególnie w sytuacjach zbyt niebezpiecznych lub zbyt krótkich dla dużych sond, jak np. przeloty w pobliżu pierścieni Urana czy wokół niewielkich planetoid.
Jej niewielka masa i konstrukcja ze stabilizacją spinu czynią ją idealną do zadań wymagających precyzji, szybkości i niezależności. Zasilana akumulatorami, może działać przez około 10 dni podczas misji w zewnętrznych rejonach Układu Słonecznego. W przypadku misji bliżej Słońca możliwe jest zastosowanie paneli słonecznych, które mogą wydłużyć jej żywotność.
Wdrożenie GIRO wymaga dokładnego planowania. Sonda musi zostać umieszczona na odpowiedniej orbicie, by zapewnić stałą łączność radiową i skuteczne zbieranie danych. Jej krótkotrwała autonomia i konieczność sterylizacji zgodnie z zasadami ochrony planetarnej ograniczają zakres misji — szczególnie jeśli celem są światy potencjalnie nadające się do życia.
Mimo to technologia GIRO może już w ciągu 1–3 lat zostać zintegrowana z jedną z przygotowywanych misji, o ile uzyska finansowanie i zielone światło od agencji. Wówczas zyskałaby status taniego, elastycznego i niezwykle precyzyjnego narzędzia do badań grawitacyjnych.
Źródło: 1