Голямата дилема на планетарните изследвания: Уран или Нептун Еврика
Блогът на Даниел Марин
Има известен консенсус сред научната общност, че следващата скъпа водеща мисия на НАСА след Europa Clipper трябва да бъде насочена или към Венера, или към Уран и Нептун (Марс има своя независима програма за изследване). Изследването на Венера е възможно с мисии от типа Discovery или New Frontiers, по-прости и по-евтини, но изследването на замръзналите гиганти в дълбочина е практически невъзможно, ако не и със сложна и усъвършенствана сонда. По заповед на Конгреса на САЩ през 2015 г. НАСА започва да проучва възможността за изпращане на мисия до Уран и Нептун, започваща около 2030 г. За съжаление природата се е заговорила да направи тази мисия всичко друго, но не и проста.
Основният проблем е, че е не само по-скъпо, но и много по-сложно да се посетят двете гигантски планети с една сонда. Уникалното подреждане на планетите от времето на Вояджър е изчезнало и е почти невъзможно да се изпълни мисия на двете планети с един космически кораб. И така или иначе, това, което научната общност изисква, е орбита, тоест сонда, която остава около планетата, за да я проучи в детайли. И, разбира се, две сонди са много по-скъпи от едната. Алтернатива е да изпратим единичен орбитален апарат до един от двата свята, но кой да изберем?
Характеристики на системите Уран (отгоре) и Нептун (НАСА/ЕКА).
След полетите на Вояджър 2 на Уран и Нептун, съответно през 1986 и 1989 г., се смяташе, че Уран е много „по-скучен“ от Нептун, поради което почти всички предложения за мисии до преди няколко години са планирали да изследват планетата, най-отдалечената от Слънчевата система . Но наблюденията от наземни телескопи и космическия телескоп Хъбъл показват, че Уран има много активна атмосфера. Освен това спътниците на Уран представляват най-лошата позната лунна система в цялата Слънчева система. Като допълнителна топка Уран е много по-близо от Нептун, така че времето за полет на мисия до тази планета обикновено е по-малко от времето, необходимо за достигане на Нептун, значително предимство при планирането на мисия от този вид.
Характеристики на Уран (вляво) и Нептун (НАСА).
Поради тази причина повечето мисии преди няколко години посочиха важността на изучаването и на двата ледени гиганта. Прелитането на Плутон през 2015 г. от сондата „Нови хоризонти“ обаче разкри огромната сложност на тази планета джудже и предизвика интерес към изучаването на други тела от пояса на Кайпер. И точно най-голямата луна на Нептун е Тритон, заловено тяло от пояса на Кайпер. Според теоретичните модели Плутон и Тритон биха могли да имат подземен океан от вода (или по-скоро водно одеяло). Това доведе до това, че Тритон беше смятан за кандидат за „океанския свят“ съгласно насоките на НАСА и, в допълнение, изследването на Нептун стана приоритет пред това на Уран. От друга страна, оптималният стартов прозорец за Уран ще се затвори през 2029 г., докато този на Нептун ще се осъществи през 2031 и 2032 г. Ако тези стартови прозорци не се използват, ще е необходимо да се изчака до средата на 40-те години.
Възможни модели на интериора на Уран и Нептун (NASA/ESA). Възможен състав на леден гигант (НАСА).
А каква е текущата панорама? Тези дни конгресът Icy Giants Systems 2020 се провежда в Лондон и точно един от въпросите, които бяха разгледани, е коя система трябва да получи приоритет. За целта е от решаващо значение да се вземе предвид екзопланетарната перспектива. Ледените гиганти са, наред със свръхземните, най-разпространеният тип екстрасоларни планети, поради което интересът към тяхното изследване не се ограничава до по-добро познаване на Слънчевата система, но те са ключови елементи за разбиране на по-голямата част от планетарните системи около други звезди. В този смисъл най-разумното нещо, което трябва да се направи, би било да се проучи „стандартния“ леден гигант. Но кое е едно от двете? Отговорът е: не знаем. Въпреки привидното си сходство, двата свята са много различни, дори без да вземат предвид своите луни. Уран е гигантската планета с вътрешността, която генерира по-малко топлина, докато Нептун е, че има най-големия вътрешен източник на топлина, дихотомия, която се проявява в атмосферната активност.