I stedet for solsystemet, hvor vi studerer det fjerne Univers ved hjælp af kraftfulde jorden og rummet observatorier har forsynet os med data og viden, som vi aldrig har drømt om. Men vi har stadig ingen mulighed for at gå et eller andet sted hinsides Mars, fik vi at vide, om denne opgave til andre planeter. På trods af alle de ressourcer, vi gav planetary science, vi sendte kun en mission for at Uranus og Neptun: “Voyager-2”, som bare fløj forbi planeter. Hvad er udsigterne for en orbital mission til de ydre verdener?
Der er et vindue, som til Uranus eller Neptun, som du kan sende rumfartøjet hjælp Jupiter for en tyngdeaccelerationen. Hvad du skal gøre i tilstrækkelig grad aftaget efter en sådan manøvre, og gik i kredsløb “is giganter”?
Uranus og Neptun: hvordan til at undersøge?
Solar system er kompliceret, men heldigvis kender til os. Den bedste måde at komme til det ydre solsystem — det er, at enhver planet, Jupiter, er anvendelse af Jupiter. I fysik, når du tager en lille objekt (fx et rumfartøj), der passerer en massiv og fast genstand (som en stjerne eller planet), den gravitationelle kraft kan i væsentlig grad at ændre dens hastighed.
Men hvis der er en tredje objekt med tyngdekraften betydning i denne ligning, alt ændrer sig en lille smule, og det er især vigtigt at nå ud til de ydre grænser af solsystemet. Rumfartøjer, der flyver tæt på den planet, der er bundet til Solen, kan vinde eller tabe fart på grund af den fravænning af pulsen af systemet planet-Søn. Massive planet alligevel, men rumfartøjet kan få acceleration eller deceleration, afhængigt af dens bane.
Denne form for manøvre med tyngdekraften støtte var nødvendig for at køre “Voyager” udenfor solsystemet, og mest for nylig i forbindelse med lanceringen af “New horizons” til Pluto. På trods af det faktum, at Uranus og Neptun har et bemærkelsesværdigt lange omløbstider 84 og 165 år, henholdsvis missioner vinduet for at vende tilbage til dem igen hver 12 år eller så, hver gang Jupiter fuldfører et omløb.
Rumfartøjet, som blev affyret fra Jorden, typisk omkring flere af de inderste planeter, et par gange i forberedelse til tyngdekraften manøvrere med Jupiter. Det rumskib, der flyver rundt om planeten kan bruge den gravitationelle slingshot”, at jorden har spredt det. Hvis vi ønskede at lancere en mission til Neptun i dag, tilpasning af planeter vil give os mulighed for at gøre det. Med Uran, der er tættere på, ville det være endnu lettere at lave.
For ti år siden blev tilbudt mission Argo: at flyve rundt om Jupiter, Saturn, Neptun og Kuiperbælte-objekter med et launch vindue fra 2015 til 2019. Men missionen er flyby er bare fordi du ikke er nødt til at bremse den maskine. Smide det i kredsløb om en anden verden er meget mere kompliceret, men interessant.
I stedet for en midtergangen, Orbiter vil give dig mulighed for gentagne gange at udforske verden i lange perioder af tid. Du vil være i stand til at observere ændringer i atmosfæren i verden, og hele tiden at udforske det i en bred vifte af bølgelængder, der er usynlige for det menneskelige øje. Du kan finde nye måner, nye ringe og nye fænomener, som ikke forventer at finde. Kan endda sende en lander eller sonde, at en planet eller en af dens måner. Alt dette og meget mere er sket omkring Saturn, har for nylig afsluttet af Cassini-missionen.
Cassini har undersøgt, ikke kun de fysiske og atmosfæriske egenskaber af Saturn, men denne del blev udført fantastisk godt. Ikke alene er hun fotograferet og studeret ring, men med det. Mere interessant er det faktum, at vi har oplevet ændringer og forbigående hændelser, som aldrig ville have forudsagt. Saturn viste ændringen af sæsoner, hvilket svarede til kemisk og farve ændringer i dens poler. En gigantisk storm dukkede op på Saturn, der omgiver planeten, og holdt ud i mange måneder. Det blev opdaget, at the mountains of Madness har udtalt vertikale struktur og ændre sig over tid; de er dynamisk, ikke statisk — et stort laboratorium til at studere dannelsen af planeter og måner. Med denne information, vi besluttet at gamle problemer og åbnet op for nye gåder om satellitter af planeten af yapet, Titan, Enceladus, og andre.
Der er ingen tvivl om, at vi ønsker at gøre det samme med Uranus og Neptun. For Uranus og Neptun blev tilbudt en masse missioner, hvoraf mange har gennemgået processen med anvendelsen, men hverken den ene af dem har ikke gået i gang med planlægningen. NASA, ESA, JPL og STORBRITANNIEN blev tilbudt orbital af enheden på Uran, som alle er i udvikling, men ingen ved, hvad der vil ske med dem i fremtiden.
Så vidt vi ved at studere disse verdener langvejs fra. Men der er store forhåbninger til, at den fremtidige mission, mange år senere, stadig holdes, når lanceringen vinduet for opfyldelsen af begge verdener vil være åben. 2034 konceptuelle ODINUS mission vil sende et rumfartøj-Tvillingerne til Uranus og Neptun på samme tid. Missionen i sig selv vil være en interessant joint venture mellem NASA og ESA.
En af de store flagskib missioner, den foreslåede NASA planetariske forskere i 2011, var sonden og Orbiter for Uranus. Denne mission var den tredje prioritet efter de Mars mission 2020 og Europa Clipper. Disse to maskiner ville have til at gå i 2020-erne i de første 21 dage, som hvert år: når Jorden, Jupiter og Uranus er i den optimale position. Orbiter vil tage tre separate værktøjer, som er designet til visualisering og måling af de forskellige egenskaber af Uranus, dens ringe og satellitter. Uranus og Neptun bør have en flydende ocean under atmosfære, og Orbiter vil sandsynligvis nødt til at opdage det. Atmosfærisk sonde måler en sky af molekyler, distribution af varme og ændring af vindhastigheden med dybden.
Den foreslåede Europæiske rumagenturs program ODINUS går videre, udvider dette koncept i to dobbelt-orbital enheder, der vil gå til Neptun og Uranus. Lanceringen vinduet i 2034, når Jorden, Jupiter, Uranus og Neptun vil være justeret korrekt, vil give dig mulighed for at køre dem på samme tid.
Missionen af fly-stor for første møder, fordi du kan lære en masse om den verden, der studerer den fra tæt hold. Også de er rigtig nå et par mål, mens sonder er fast i nogen verden, som den bane, der er valgt. Endelig, sonder skal have om Bord brændstof til at manøvrere, langsomt og stabilt kredsløb, hvilket gør den mission, meget dyrere. Men den videnskab, som du får fra et langvarigt ophold på planeten, mere end gør op for det.
De nuværende begrænsninger af denne mission er ikke forbundet med de teknologiske fremskridt; teknologi til at gennemføre det i dag, der allerede eksisterer. Problemet er dette:
- Politikker. Da NASA budget er begrænset, ressourcerne er knappe.
- Fysik. Selv hvis vi tager det største skib af NASA, ubemandede version af SLS, kan vi sende et begrænset masse i det ydre solsystem.
- Praksis. I betragtning af den enorme afstand fra Solen, solpaneler, der ikke vil arbejde. Behovet radioaktive kilder til magten enheden så langt, og det er det største problem.
Det faktum, at radioaktive kilder for lang-distance-prober (som Voyager) feed på plutonium-238 — en isotop, der er oprettet under behandlingen af nukleare materialer. En stor del af plutonium-238 blev skabt under den aktive nukleare våbenkapløb. Det er nødvendigt for radioisotop termoelektriske generatorer (RTGs-systemer), der anvendes i rumsonder.
Men siden 1988 produktion af plutonium-238 ophørt, og lagrene er opbrugt.
Jo hurtigere du bevæger dig på et møde med den planet, jo mere brændstof du har brug for at brænde inde til at bremse ned og holde sig i kredsløb i kroppen. I tilfælde af Pluto, var der ingen chance: “Nye horisonter” var for lille en enhed, og havde alt for meget fart på, plus massen af Pluto var for lav, for at fange den. Men i tilfælde af Neptun og Uranus, hvis vi vælger en god vej acceleration fra Jupiter og eventuelt Saturn, kan det være muligt. Hvis vi ønsker at gå lige til den Uran, kan vi gå i et år i 2020. Hvis vi ønsker at besøge, på planeten, vores år 2034. Uranus og Neptun kan være ens fra lang afstand, men tæt på, de kan være så forskellige, som Jorden og Venus. Der er kun én måde at finde ud af.
Kan vi sende noget som en Cassini at Uranus eller Neptun?
Ilya Hel