På platsen i solsystemet där vi studerar det avlägsna Universum med hjälp av kraftfulla på marken och i rymden observatorier har försett oss med data och kunskap som vi aldrig drömt om. Men vi har fortfarande ingen möjlighet att åka någonstans bortom Mars, fick vi veta om detta uppdrag till andra planeter. Trots alla de resurser vi gav planetary science, vi skickade bara ett enda uppdrag: Uranus och Neptunus: “Voyager-2”, som bara flög förbi planeter. Vad är utsikterna för en orbital uppdrag till de yttre världarna?
Det finns ett fönster i vilket Uranus eller Neptunus, kan du skicka rymdfarkoster med Jupiter för en gravitationell acceleration. Vad du behöver göra för att tillräckligt avtog efter en sådan manöver och gick in i omloppsbana “is jättar”?
Uranus och Neptunus: hur man undersöka?
Solar system är komplicerat, men lyckligtvis känner till oss. Det bästa sättet att få till det yttre solsystemet, för att någon planeten Jupiter är användning av Jupiter. I fysik, när du tar en liten objekt (exempelvis ett rymdskepp), som passerar en massiv och fast föremål (som en stjärna eller planet), gravitationskraften kan avsevärt förändra sin hastighet.
Men om det finns ett tredje objekt med gravitationella betydelse i denna ekvation, allt förändras lite, och detta är särskilt viktigt för att nå de yttre gränserna för solsystemet. Rymdfarkoster som flyger nära planeten bundna till Solen, kan vinna eller förlora hastighet på grund av den avvänjning av pulsen av systemet planet-Solen. Massiva planet ändå, men de rymdfarkoster som kan få kraftig retardation eller acceleration, beroende på dess bana.
Denna typ av manöver med allvar stöd som krävs för att köra “Voyagers” bortom solsystemet, och senast för lanseringen av “Nya perspektiv” till Pluto. Trots att Uranus och Neptunus har en anmärkningsvärt långa omloppstider 84, 165 år, respektive uppdrag fönstret för att återvända till dem igen var 12 år eller så: varje gång Jupiter kompletterar en bana.
Rymdfarkoster, som lanserades från Jorden, vanligtvis runt flera av de inre planeterna några gånger inför allvaret manövrera med Jupiter. De rymdfarkoster som flyger runt planeten kan använda “gravitationella slangbella” till planeten spridd det. Om vi ville inleda ett uppdrag att Neptunus idag, anpassning av planeterna kommer att låta oss göra det. Med Uran, som är närmare, skulle det vara ännu enklare att göra.
För tio år sedan erbjöds uppdrag av Argo: att flyga runt Jupiter, Saturnus, Neptunus och Kuiper objekt med en lansering fönster från 2015 till 2019. Men uppdraget är första delmålet är bara för att du inte behöver sakta ned maskinen. Kasta det i omloppsbana av en annan värld är mycket mer komplicerat, men mycket intressant.
Istället för en gång, Skytteln kommer att tillåta dig att gång på gång upptäcka världen under lång tid. Du kommer att kunna följa förändringar i atmosfären i världen, och att ständigt utforska det i ett brett spektrum av våglängder, som är osynliga för det mänskliga ögat. Du kan hitta nya månar, nya ringar och nya fenomen, som inte förväntar sig att hitta. Kan även skicka en lander eller sond till en planet eller en av dess månar. Allt detta och mycket mer har hänt runt Saturnus, nyligen avslutat med Cassini uppdrag.
Cassini har studerat inte bara de fysiska och atmosfäriska egenskaper för Saturnus, men detta var gjort briljant. Inte bara är hon fotograferad och studerade ringen, men med det. Mer intressant är det faktum att vi har sett förändringar och transienta förlopp, som aldrig skulle ha förutsett. Saturnus visade förändringen av årstiderna, vilket motsvarade kemiska och ändrar färg i dess poler. En enorm storm som dök upp på Saturnus, som omger vår planet och höll ut i flera månader. Det upptäcktes att Saturnus ringar har en uttalad vertikala struktur och förändring över tid; de är dynamisk, inte statisk — ett stort laboratorium för att studera bildandet av planeter och månar. Med denna information, bestämde vi oss för att gamla problem och öppnade upp nya pussel om satelliter, planeter yapet, Titan och Enceladus, och andra.
Det är ingen tvekan om att vi vill göra samma sak med Uranus och Neptunus. För Uranus och Neptunus erbjöds en hel del uppdrag, av vilka många har genomgått processen för ansökan, men ingen av dem har inte börjat planera. NASA, ESA, JPL och STORBRITANNIEN erbjöds orbital av enheten på Uran, som alla är under utveckling men ingen vet vad som kommer att hända med dem i framtiden.
Hittills har vi studerat dessa världar från långt håll. Men det finns stora förhoppningar om att den framtida uppdrag många år senare fortfarande hålls vid lanseringen fönstret för uppnåendet av båda världar kommer att vara öppen. 2034 konceptuella ODINUS uppdrag kommer att skicka en rymdfarkost-Gemini till Uranus och Neptunus på samma gång. Uppdraget i sig kommer att bli ett intressant samarbetsprojekt mellan NASA och ESA.
En av de stora flaggskepp uppdrag, den föreslagna NASA planetforskare under 2011 var sonden och Skytteln för Uranus. Detta uppdrag var den tredje prioritering efter det att uppdraget Mars 2020 och Europa Clipper. Dessa dubbla maskiner skulle behöva gå på 2020-talet i 21 dagar, vilket är varje år: när Jorden, Jupiter och Uranus är i optimal position. Skytteln skulle ta tre separata verktyg för visualisering och värdering av olika egenskaper hos Uranus, dess ringar och satelliter. Uranus och Neptunus bör ha en flytande havet under atmosfär och Skytteln skulle förmodligen ha för att upptäcka det. Atmosfäriska sond kommer att mäta ett moln av molekyler, distribution av värme och förändring av vindhastighet med djup.
Den föreslagna Europeiska rymdorganisationen program ODINUS går längre, sträcker sig detta begrepp i två dubbelrum orbital-enheter som kommer att gå till Neptunus och Uranus. Lanseringen fönstret i 2034, när Jorden, Jupiter, Uranus och Neptunus kommer att anpassas på lämpligt sätt, tillåter dig att köra dem på samma gång.
På uppdrag av fly-bra för första mötena, eftersom du kan lära dig en hel del om världen, studera den från nära håll. Också de är verkligen uppnå några mål, medan rymdfärjor har fastnat i något i världen, den bana som är vald. Slutligen, rymdfärjor bör ha Ombord bränsle att manövrera, långsam och stabil omloppsbana, vilket gör uppdraget mycket dyrare. Men den vetenskap som du får från en lång vistelse på planeten, gör mer än upp för det.
Nuvarande begränsningar av ett sådant uppdrag är inte förknippade med tekniska framsteg, teknik för att genomföra det i dag redan finns. Svårigheten är detta:
- – Politik. Eftersom NASA: s budget är begränsad, resurserna är knappa.
- Fysik. Även om vi tar största fartyg av NASA, obemannad version av SLS, kan vi skicka en begränsad vikt i det yttre solsystemet.
- Praktiken. Med tanke på den stora avstånd från Solen, solpaneler kommer inte att fungera. Behovet av radioaktiva källor för att driva enheten så långt, och detta är det största problemet.
Det faktum att radioaktiva källor för långväga sonder (som Voyager) livnär sig på plutonium-238 — en isotop som skapas under behandling av radioaktivt material. En stor del av plutonium-238, som skapades under den aktiva kapprustningen med kärnvapen. Det är som behövs för användning av radioisotoper, termoelektriska generatorer (RTGs) som används i rymdsonder.
Men sedan 1988 produktion av plutonium-238 upphört, och lagren var slut.
Ju snabbare du flyttar till ett möte med planeten, desto mer bränsle du behöver för att bränna maskinen för att sakta ner och stanna i omloppsbana av kroppen. I fallet med Pluto, det var ingen chans: “New horizons” var en för liten enhet, och hade alltför mycket fart, plus massa av Pluto var för låg för att det ska fastna. Men i fallet med Neptunus och Uranus, om vi väljer en bra väg för acceleration från Jupiter och eventuellt Saturnus, kan det vara möjligt. Om vi vill gå bara för Uran, kan vi gå i alla år 2020. Om vi vill besöka på vår planet, vårt år 2034. Uranus och Neptunus kan vara liknande från avstånd, men på nära håll kan de vara så olika som Jorden och Venus. Det finns bara ett sätt att ta reda på.
Kan vi skicka något som en Cassini att Uranus eller Neptunus?
Ilya Hel