An der Stelle des Sonnensystems, wo wir sind, Studie Fernen des Universums mit Hilfe der mächtigen terrestrischen und Weltraum-Observatorien lieferte uns Daten und Kenntnisse, von denen wir nicht einmal geträumt hatten. Aber wir haben immer noch keine Möglichkeit selbst hinzugehen mars weiter, uns darüber erzählt Missionen auf anderen Planeten. Trotz aller Ressourcen, die wir haben planetaren Wissenschaft, wir haben nur eine einzige Mission auf Uranus und Neptun: «Voyager-2», der gerade flog vorbei an den Planeten. Was sind unsere Perspektiven auf Orbital Mission in diese äußeren Welten?
Es gibt ein Fenster, in dem auf Uranus oder Neptun schicken Raumsonde mit Jupiter für die Gravitations-Beschleunigung. Was Sie tun müssen, um das Gerät ausreichend verlangsamte sich nach einem solchen Manöver und kam auf die Umlaufbahn «eisigen Riesen»?
Uranus und Neptun: wie kann man Sie erforschen?
Sonnensystem — eine schwierige, aber zum Glück für uns gewohnte Stelle. Der beste Weg ins äußere Sonnensystem — das heißt, bis alle Planeten hinter Jupiter ist Jupiter in der Hilfe. In der Physik, wenn man ein kleines Objekt (z.B. ein Raumschiff), das fliegt neben dem massiven und feststehendes Objekt (wie Sterne oder Planeten), die Schwerkraft kann seine Geschwindigkeit wesentlich zu ändern.
Aber wenn es das Dritte Objekt mit der Schwerkraft Bedeutung in dieser Gleichung, alle ein wenig verändert, und dies ist besonders wichtig für das erreichen der äußeren Grenzen des Sonnensystems. Das Raumschiff Fliegen in der Nähe des Planeten, an die Sonne gebunden, kann gewinnen oder verlieren Geschwindigkeit durch die Entwöhnung des Impulses das System Planet-Sonne. Massiven Planeten immer noch, aber die Raumsonde bekommen kann die Beschleunigung oder Verlangsamung, je nach seiner Flugbahn.
Diese Art von Manöver mit der Gravitations-Unterstützung war notwendig, um die «Вояджеров» außerhalb des Sonnensystems, und erst vor kurzem für den Start der «Neue Horizonte» zum Pluto. Trotz der Tatsache, dass Uranus und Neptun haben auffallend lange Orbital Perioden in 84 und 165 Jahren, beziehungsweise, Fenster-Missionen für die Rückkehr zu ihm wiederholen sich alle 12 Jahre oder so: jedes mal, wenn Jupiter Umlaufbahn beendet.
Das Raumschiff, gestartet von der Erde, in der Regel fliegt ein paar inneren Planeten mehrmals im Rahmen der Vorbereitung auf die гравитационному Manöver mit Jupiter. Die Raumsonde, облетающий Planeten, können die «Gravitations-Schleuder» — um den Planeten verstreut. Wenn wir wollten starten eine Mission auf Neptun heute, die Ausrichtung der Planeten ermöglicht es uns, dies zu tun. Mit Uranus, der näher ist, wäre es noch einfacher zu machen.
Vor zehn Jahren wurde vorgeschlagen, die Aufgabe «Argo»: umfliegen Jupiter, Saturn, Neptun und Objekte Kuiper-Gürtel mit Fenster Start von 2015 bis 2019. Aber Vorbeiflug Mission ist einfach, weil Sie nicht brauchen, um zu verlangsamen das Gerät. Werfen Sie es in die Umlaufbahn einer anderen Welt ist viel komplizierter, sondern auch interessanter.
Anstelle eines Durchgangs, der Orbiter erlauben Ihnen vielfach studieren die Welt für längere Zeit. Sie beobachten die Veränderungen in der Atmosphäre der Welt mit eigenen Augen und ständig erkunden Sie in einem breiten Wellenlängenbereich, unsichtbar für das menschliche Auge. Finden Sie neue Mond, neue Ringe und neue Phänomene, die nicht erwartet hatten, zu finden. Können Sie sogar senden oder die Sonde die Landeeinheit auf den Planeten oder einem seiner Monde. All dies und vieles mehr schon passiert ist um den Saturn mit dem vor kurzem beendeten Mission «Cassini».
«Cassini» nicht nur studierte die physischen und atmosphärischen Eigenschaften des Saturn, obwohl dieser Teil der Arbeit wurde mit dem Glanz. Es ist nicht nur alles! und studierte Ring, obwohl damit zurechtgekommen. Was mehr ist neugierig, ist die Tatsache, dass wir die beobachteten Veränderungen und vorübergehende Ereignisse, die würde nie vorhergesagt. Saturn zeigte den Wechsel der Jahreszeiten, die den chemischen und chromatischen Veränderungen an seinem Pfosten. Enorme Sturm auf dem Saturn manifestiert, umgab den Planeten und viele Monate durchgehalten. Es wurde festgestellt, dass die Ringe des Saturn haben eine ausgeprägte vertikale Struktur und Wandel im Laufe der Zeit; Sie sind dynamisch, nicht statisch — ein tolles Labor für die Forschung die Bildung von Planeten und Monden. Mit diesen Daten, haben wir beschlossen, die alten Probleme und eröffnet neue Rätsel über Satelliten des Planeten iapetus, Titan, Enceladus und andere.
Es gibt keinen Zweifel, dass wir wollen das gleiche zu tun mit Uranus und Neptun. Nach Uranus und Neptun vorgeschlagen, viele Missionen, von denen viele durch den Prozess der Anmeldung, aber keiner von Ihnen hat noch nicht begonnen zu planen. NASA, ESA, JPL und Großbritannien angeboten Orbital Gerät von Uran, von denen alle in der Entwicklung, aber niemand weiß, was mit Ihnen in der Zukunft sein wird.
Wir haben bisher gelernt, diese Welten aus der Ferne. Aber es gibt große Hoffnung, dass die künftige Mission nach vielen Jahren immer noch statt, wenn das Startfenster für die Erreichung der beiden Welten wird geöffnet. Im Jahr 2034 konzeptionelle Mission ODINUS werden soll, senden Sie die Geräte-Zwillinge auf Uranus und Neptun gleichzeitig. Die Mission wird interessant Joint Venture von NASA und ESA.
Eines der wichtigsten Flagship-Missionen vorgeschlagen планетологам NASA im Jahr 2011, wurden die Sonde und der Orbiter auf Uran. Diese Mission hat die Dritte Priorität nach der Mission Mars 2020 und Europa Clipper. Diese duale Geräte müssten gehen in den 2020er Jahren in das Fenster in 21 Tagen, das gibt es jedes Jahr: wenn die Erde, Jupiter und Uranus zu besetzen optimale Position. Der Orbiter hat drei separate Werkzeug, entwickelt zur Visualisierung und Messung verschiedener Eigenschaften von Uranus, seinen Ringen und Satelliten. Uranus und Neptun sollten eine riesigen flüssigen Ozean unter der Atmosphäre, und der Orbiter soll würde dies sicherlich erkennen. Atmosphärische Sonde misst cloud-Moleküle, die Verteilung von Wärme-und Geschwindigkeitsänderung des Windes mit der Tiefe.
Das angebotene Programm der europäischen Weltraumorganisation ODINUS geht noch weiter: erweitert dieses Konzept auf zwei Doppel-Orbital-Geräte, die gehen auf Neptun und Uranus. Das Fenster Start im Jahr 2034, wenn die Erde, Jupiter, Uranus und Neptun geebnet entsprechend, erlauben Sie gleichzeitig ausführen.
Mission Vorbeiflug perfekt für die ersten treffen, weil man viel lernen über die Welt, studieren im Nahbereich. Auch Sie sind gut zu erreichen von mehreren Zielen, während Orbital Geräte stecken in einer Welt, dessen Umlaufbahn wählen. Schließlich Orbital Geräte müssen an Bord Kraftstoff für die Durchführung von Manövern, Verlangsamung und Ausstieg auf einer stabilen Umlaufbahn, was macht die Mission viel teurer. Aber die Wissenschaft, die Sie von den längerfristigen Aufenthalt auf dem Planeten, mehr als kompensiert ist.
Einschränkungen einer solchen Mission nicht im Zusammenhang mit technischen Entwicklungen; Technologie, die es heute zu verwirklichen, gibt es bereits. Die Komplexität ist so:
- Politikerund. Da das Budget der NASA ist begrenzt, die Ressourcen extrem fehlt.
- Physik. Selbst wenn man das größte Schiff der NASA, unbemannte Version des SLS, können wir eine begrenzte Menge in das äußere Sonnensystem.
- Praxis. Angesichts der enormen Entfernung von der Sonne, Solar-Panel funktionieren nicht. Braucht radioaktive Quellen, um das Gerät anzuschalten, so weit, und das ist das größte Problem.
Die Tatsache, dass die radioaktiven Quellen Sonden für Fernzüge (wie «Вояджера») ernähren sich von Plutonium-238 — Isotop, das wird bei der Verarbeitung von nuklearen Materialien. Ein großer Teil der Plutonium-238 wurde in den Zeiten der aktiven nuklearen Wettrüstens. Es ist notwendig, für die Radioisotop thermoelektrischen Generatoren (РИТЭГ), die verwendet werden in die Space-Sonden.
Doch seit 1988 die Produktion von Plutonium-238 beendet, und die Vorräte erschöpft.
Je schneller Sie sich bewegen bei der Begegnung mit dem Planeten, desto mehr Kraftstoff zu verbrennen Gerät zu verlangsamen und bleiben in der Umlaufbahn des Körpers. Im Fall von Pluto, der Chancen war nicht: «Neue Horizonte» der Apparat war zu klein und hatte zu hoher Geschwindigkeit, Plus die Masse von Pluto zu niedrig war, um für Sie zu fangen. Aber im Fall von Neptun und Uranus, wenn wir wählen ein guter Weg der Vertreibung von Jupiter und möglicherweise Saturn, es könnte machbar sein. Wenn wir gehen nur auf Uranus, können Sie Fliegen in jedem Jahr 2020-X. Wenn wir aber wollen besuchen Sie über den Planeten, unser Jahr 2034. Uranus und Neptun werden ähnlich aus der Ferne, aber in der Nähe sind, können Sie vielleicht genauso unterschiedlich, wie die Erde und Venus. Es gibt nur einen Weg, das herauszufinden.
Können wir senden so etwas wie «Cassini» auf Uranus oder Neptun?
Ilja Hel