Парадът на планетите обещава на учените рядка възможност да изследват Уран и Нептун, за които все още има огромни пропуски в знанието. Докато Уран е традиционен обект на шеги сред астрономите, изучаването на тази планета може да революционизира науката, пише Nature. Би било жалко да пропусна такъв шанс.
Планетолозите все повече призовават за полет до Уран или Нептун, които са най-отдалечените и най-слабо изследваните планети в Слънчевата система. Учените остават с огромни пропуски в знанията за тези синкави планети, които се наричат ледени гиганти, защото космически кораби са ги посещавали само веднъж. Сега има призиви за стартиране на полета през следващото десетилетие, защото тогава планетите ще бъдат подредени по такъв начин, че времето за полет ще бъде значително намалено.
Интересът към ледените гиганти е нараснал експоненциално, казва планетарният учен Ейми Саймън от Центъра за космически полети Годард в Грийнбелт, Мериленд. През януари тя и колеги организираха среща в Кралското общество в Лондон, за да разработят такъв полет. Вояджър 2 стана единственият космически кораб, посетил Уран и Нептун. Беше през 80-те години на миналия век и Вояджър прелетя около тези планети. Така че ледените гиганти са неизследвана територия за голямо разнообразие от учени, които да изучават техните планетарни пръстени, атмосфери, луни и океани, казва Саймън.
Рядка среща между Нептун, Уран и Юпитер ще се случи в началото на 2030 г., което ще позволи на космическия кораб да извърши гравитационна маневра около Юпитер по пътя си към други планети. Ще бъде възможно да се намали времето за полет, благодарение на което приборите и енергийните системи на кораба ще останат работещи (техният експлоатационен живот обикновено е около 15 години). Това също така ще позволи да се намали натоварването с гориво чрез инсталиране на пълен набор от научни инструменти на борда. За да се възползвате от този парад на планетите, полетите до Нептун ще трябва да започнат през 2031 г., а до Уран - до средата на 2030 г.
Прозорецът е „подходящото време за изстрелване“, каза планетарният учен Марк Хофстадтер, който работи в лабораторията за реактивни двигатели в Пасадена, Калифорния, на среща в Лондон. „Не искаме да пропуснем тази възможност“, подчерта той. Но ще има малко време да започнем. НАСА е най-вероятният кандидат за домакин на многомилиардна „флагманска“ мисия, която учените искат да предприемат. Обикновено подготовката отнема 7-10 години.
Решението на НАСА зависи от това дали мисията е приоритизирана в доклада за десетилетния преглед на планетарната наука, който се очаква през 2022 г. Полетът до Нептун и Уран ще се конкурира с други космически мисии, да речем, за вземане на почвени проби на Марс или за изследване на Венера.
Но докато учените изучават Марс и Венера от десетилетия, „Уран и Нептун стоят отделно и ние дори не сме извършили първия етап от изследването“, казва планетарният учен от британския университет в Лестър Лий Флетчър, който участва в организирането срещата в Лондон.
Според Флетчър мисията до Уран или Нептун ще включва навлизане в орбита и изпращане на поне една сонда в атмосферата или върху един от сателитите, както беше направено по време на съвместната програма между НАСА и Европейската космическа агенция, която изпрати междупланетния апарат Касини станция "Хюйгенс" до Сатурн.
Сини гатанки
Учените смятат тези две планети за близнаци, защото имат приблизително еднакъв размер и маса. Но никой не знае колко си приличат, какъв е съставът им и как са се образували. Планетарният учен Равит Хелед от университета в Цюрих разказа пред тълпата в Лондон за това. Има различни модели, които се опитват да обяснят вътрешната структура на ледените гиганти и защо по-отдалеченият Нептун изглежда по-топъл от Уран. Всеки вярва, че са направени от вода под една или друга форма или може би от амонячен лед, казва Хелед. — Но всъщност не знаем.
Голяма проучвателна мисия до ледените гиганти също би била от полза за изследването на екзопланети, каза Хана Уейкфорд от университета в Бристол, която провежда подобни изследвания. Около 40% от известните екзопланети са ледени гиганти; и за да разберем какво могат да кажат техният размер и атмосфера за формирането на такива планети, трябва да проучим техните двойници в нашата слънчева система.
Участниците в срещата се съгласиха, че с удоволствие биха летели до някоя от тези планети, защото резултатите ще бъдат богати по един или друг начин. Анализът показва, че е възможно да се изпратят сонди от кораб до двете планети, въпреки че това би било непосилно скъпо. Нептун е по-привлекателен, защото неговият спътник Тритон изглежда геологично активен и под повърхността му може да има океан, смятан за течна вода.
Но Уран, който има необичайно магнитно поле, което е наклонено спрямо оста на въртене на планетата, има по-странни характеристики от Нептун и тези характеристики предизвикват съществуващите научни модели, казва Хофстадтер. Според Флетчър прозорецът за изстрелване на Уран ще се появи по-късно и затова полетът до него е по-реалистичен.
Твърде скоро?
Но някои хора се притесняват от времето. От космическа гледна точка това вече е „денят след утре“, каза пред участниците на среща в Лондон Фабио Фавата, който работи по стратегия, планиране и координация в Европейската космическа агенция. Агенцията вече подготвя два големи полета, планирани за началото на 2030 г., каза той; Така че дори ако нейната програма за избор на мисия, Voyage 2050, даде приоритет на отиването до ледените гиганти, агенцията няма да може да се подготви навреме.
ESA също може да участва в програма, ръководена от НАСА, но това ще изисква решение на САЩ, добави Фавата. Или агенцията може да изпрати по-леки и по-евтини апарати, например за полет около някой от ледените гиганти. Това ще предостави ценни данни за науката, но няма да бъде всеобхватното изследване, на което учените се надяват, каза Хофстадтер.
Ако планетарните учени пропуснат предстоящата възможност, те ще трябва да изчакат следващия парад на планетите, който няма да е до средата на 2040 г., или да използват по-мощна ракета носител, като супер тежката ракета Space Launch System на НАСА. Но тази система все още се разработва.
Астрономът Хайди Хамел, която работи във Вашингтон като изпълнителен вицепрезидент на Асоциацията на университетите за изследвания в астрономията, повдигна друг въпрос, с който учените може да се сблъскат, докато се подготвят за мисия до Уран. Говорим за вицове за името на тази планета , определено ще се сблъскаме“, каза тя.