Десять лет назад аппарат NASA «Новые горизонты» впервые подошел к Плутону и продемонстрировал, что карликовая планета имеет сложную структуру, обладает геологически молодой поверхностью и, возможно, содержит под ледяным слоем подповерхностный океан. Для раскрытия основных загадок Плутона международная группа ученых разработала концепцию новой миссии под названием «Персефона».
Проект «Персефона» отличается от миссии «Новые горизонты», где зонд совершил лишь краткий пролет, предполагая детальное орбитальное изучение Плутона и его спутников – не менее трёх лет, а возможно, и более длительный период, благодаря совершенствованным инструментам и системе энергообеспечения. Основная научная задача миссии – установить наличие или отсутствие жидкого океана под ледяной поверхностью Плутона, а также выявить внутреннюю структуру и особенности его динамики, в частности Харона, самого крупного спутника. Для достижения этой цели ученые намерены использовать одиннадцать приборов, среди которых высокочувствительные камеры для выявления тектонических процессов, масс-спектрометры для анализа состава атмосферы и топографии, а также инструменты, предназначенные для изучения состава других спутников планетной системы.
Миссия будет сосредоточена на изучении атмосферных явлений Плутона, в частности, на её потере в сторону Харона, формировании красного пятна в полярной области и химических реакциях с солнечным ветром. Помимо Плутона и Харона, в задачи исследователей входит изучение спутников Никс, Гидра, Кербер и Стикс с целью определения их состава и выяснения их происхождения.
Предполагается, что полёт «Персефоны» начнётся в период с 2031 по 2032 год, чтобы воспользоваться гравитационным маневром у Юпитера для сокращения времени перелёта. Достижение Плутона займёт у аппарата 27–28 лет, а первые научные данные с орбиты ожидаются примерно в 2058 году. Продолжительность миссии составит не менее пятидесяти лет, что потребует разработки новых поколений ядерных источников питания (пять современных РИТЭГов) и передачи технологических решений и накопленного опыта между тремя поколениями инженеров и учёных.
Реализация проекта потребует инвестиций в размере 3 миллиарда долларов. Существенным вызовом является потребность в большом количестве плутония для обеспечения энергией миссии, а также логистика, связанная с управлением и передачей полномочий, которая будет беспрецедентной по длительности.
Проект «Персефона» остаётся реализуемым, несмотря на возникающие трудности. Даже если миссия не будет одобрена в течение ближайших десяти лет, сама работа над её идеей способствовала развитию технологий ядерной энергетики для полётов в дальний космос и помогла сформулировать новые вопросы для планетологических исследований.