Всесвіт

Уран може перевернути уявлення про Всесвіт

Парад планет обіцяє вченим рідкісну можливість вивчити Уран і Нептун, в знаннях про яких досі є величезні прогалини. Поки Уран — традиційна мішень для жартів серед астрономів, але вивчення цієї планети могло б перевернути науку, пише Nature. Упустити такий шанс було б прикро.

Рідкісний шанс дістатися до крижаного гіганта розбурхав вчених, адже планети розташувалися так, що з’явилася можливість побувати на Урані і Нептуні. Але час підтискає.

Планетологи все активніше закликають здійснити політ на Уран або Нептун, які є найбільш віддаленими і найменш дослідженими планетами Сонячної системи. У вчених залишаються величезні прогалини в знаннях про ці голубуваті планети, які називають крижаними гігантами, тому що космічний апарат відвідував їх лише один раз. Зараз лунають заклики організувати політ в наступному десятилітті, тому що в цей час планети вишикуються таким чином, що польотний час значно скоротиться.

Інтерес до крижаних гігантів зріс в геометричній прогресії, каже планетолог Емі Саймон (Amy Simon), що працює в Центрі космічних польотів імені Годдарда в Грінбелте, штат Меріленд. У січні вона разом з колегами організувала в Королівському суспільстві в Лондоні зустріч, присвячену розробці такого польоту. «Вояджер-2» став єдиним космічним апаратом, який відвідав Уран і Нептун. Було це в 1980-е роки, і «Вояджер» здійснив обліт цих планет. Таким чином, крижані гіганти є недослідженою територією для різних вчених, які можуть вивчати їх планетні кільця, атмосферу, супутники і океани, каже Саймон.

Юпітеріанське прискорення

Рідкісне зближення Нептуна, Урана і Юпітера відбудеться на початку 2030-х років, і це дозволить космічному кораблю зробити гравітаційний маневр навколо Юпітера на шляху до інших планет. Можна буде скоротити час польоту, завдяки чому прилади й системи живлення корабля збережуть свою працездатність (термін їх експлуатації зазвичай становить близько 15 років). Це також дасть можливість зменшити запас палива, встановивши на борту повний комплект наукових приладів. Щоб скористатися перевагами такого параду планет, політ на Нептун треба буде почати в 2031 році, а на Уран до середини 2030-х років.

Вікном є «правильний час для старту», розповів на зустрічі в Лондоні планетолог Марк Гофстадтер (Mark Hofstadter), що працює в Лабораторії реактивного руху в Пасадені, штат Каліфорнія.

«Ми не хочемо втратити таку можливість», — підкреслив він.
Але часу для старту буде мало. НАСА є найбільш вірогідним кандидатом на роль організатора такої багатомільярдної «флагман» місії, яку хочуть здійснити вчені. Зазвичай на підготовку йде 7-10 років. Рішення НАСА залежить від того, чи буде цей політ внесений до числа пріоритетів у доповіді «Планетологія: огляд на десятиліття», який вийде у 2022 році. З польотом на Нептун і Уран будуть конкурувати інші космічні місії, скажімо, з метою забору зразків ґрунту на Марсі або з дослідження Венери.

Але якщо Марс і Венеру вчені вивчають вже десятиліттями, то «Уран і Нептун стоять окремо, і ми не провели навіть найперший етап досліджень», говорить планетолог з британського Лестерського університету Лі Флетчер (Leigh Fletcher), який брав участь в організації лондонській зустрічі.

За словами Флетчера, політ на Уран або Нептун повинен включати вихід на навколопланетну орбіту і відрядження як мінімум одного зонда в атмосферу або на один із супутників, як це було зроблено під час спільної програми НАСА і Європейського космічного агентства, які відправили міжпланетну станцію «Кассіні-Гюйгенс» до Сатурна.

Сині загадки

Вчені вважають ці дві планети близнюками, тому що у них приблизно однакові розміри й маса. Але ніхто не знає, наскільки вони схожі, який їх склад та як вони сформувалися. Про це присутнім у Лондоні розповіла планетолог Равіт Хеллед (Ravit Helled) з Цюрихського університету. Є різні моделі, автори яких намагаються пояснити внутрішню будову крижаних гігантів, і те, чому більш віддалений Нептун здається тепліше Урану. Всі вважають, що вони складаються з води в тому чи іншому стані, а може, з аміачного льоду, каже Хеллед. «Але насправді ми цього не знаємо».

Великий дослідницький політ до льодових гігантів також піде на користь вивчення екзопланет, сказала Ханна Уейкфорд (Hannah Wakeford) з Бристольського університету, що займається такими дослідженнями. Близько 40% відомих екзопланет — це крижані гіганти; і щоб зрозуміти, що про формування таких планет може розповісти їх розмір і атмосфера, слід вивчити їх аналоги з нашої Сонячної системи.

Учасники зустрічі погодилися, що вони будуть раді польоту до будь-якої з цих планет, тому що результати так чи інакше будуть знатні. Аналіз показує, що можна відправити зонди з корабля на обидві планети, хоча це буде вкрай дорого. Нептун привабливіший, тому що його місяць Тритон здається геологічно активним, а під його поверхнею може перебувати океан, який імовірно складається з води в рідкому стані.

Однак в Урану, що володіє незвичайним магнітним полем, яке нахилене щодо осі обертання планети, більше дивних рис, ніж у Нептуна, і ці риси спростовують чинні наукові моделі, каже Гофстадтер. За словами Флетчера, вікно запуску на Уран з’явиться пізніше і тому політ на нього більш реальний.

Занадто скоро?

Але декого турбують терміни. За космічними мірками це вже «післязавтра», заявив учасникам зустрічі в Лондоні Фабіо Фавата (Fabio Favata), що займається в Європейському космічному агентстві питаннями стратегії, планування та координації. За його словами, агентство вже займається підготовкою двох великих польотів, запланованих на початок 2030-х років; так що навіть якщо в його програмі за вибором космічних місій «Вояж 2050» перевагу буде віддано польоту на крижані гіганти, агентство не встигне вчасно підготуватися.

ЄКА може також взяти участь у програмі під керівництвом НАСА, але для цього знадобиться відповідне рішення США, додав Фавата. Або ж агентство може відправити більш легкі і дешеві апарати, наприклад, для обльоту одного з крижаних гігантів. Це дасть цінні дані для науки, але не стане комплексним дослідженням, на яке сподіваються вчені, сказав Гофстадтер.

Якщо планетологи упустять майбутню можливість, їм доведеться чекати наступного параду планет, який буде не раніше середини 2040-х років, або використовувати більш потужну ракету-носій, таку як надважка ракета НАСА Space Launch System. Але ця система поки ще тільки розробляється.

Астроном Хайді Хаммел (Heidi Hammel), що працює у Вашингтоні виконавчим віце-президентом Асоціації університетів з досліджень у галузі астрономії, підняла інше питання, з якими можуть зіткнутися вчені під час підготовки польоту до Урану. Мова йде про жарти з приводу назви цієї планети (англійська назва Uranus по своїй вимові схоже зі словом anus, яке перекладається як «задній прохід» — прим. перекл.)

«Вибачте, що говорю про це, але це реальна проблема, з якою ми неодмінно зіткнемося», — сказала вона.

Натхнення: earth-chronicles.ru

Кнопка «Наверх»