Астрономическое сообщество давно надеялось на флагманскую миссию к Урану. И хотя многие факторы остаются неясными, недавние модели, предполагающие, что спутники далекого газового гиганта могут содержать жидкие океаны, могут подкрепить их причину отправить миссию именно к Урану.
Семинар этим летом может дать некоторые намеки на приоритеты НАСА для будущих миссий.
Новое исследование, опубликованное в Журнале геофизических исследований, предполагает, что четыре из крупнейших спутников Урана могут иметь слой океана под ледяной коркой. Исследование предполагает, что для того, чтобы эти океаны оставались жидкими, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон могут генерировать внутреннее тепло посредством радиоактивного распада. Каждая луна также имеет достаточную изоляцию (через слой льда), чтобы замедлить потерю тепла в космос.
Работа, основана на компьютерной модели, а также на повторном анализе данных НАСА о коротком пролете системы "Вояджером-2" в 1985-86 годах (поскольку планета была видна космическому кораблю, начиная с ноября 1985 года, перед пролетом в январе 1986 года). Авторы предполагают, что у Ариэля и/или Миранды могут быть активные океаны, выбрасывающие материалы в космос.
Хотя Уран много раз изучался издалека с 1980-х годов, в том числе с помощью высококлассного оборудования на Земле и космического телескопа Хаббла, возникает трудность: ни одна миссия не приближалась к этой планете в течение почти 40 лет.
В настоящее время начинаются обсуждения десятилетнего исследования возможной миссии.
Уран был определен учеными в качестве главного приоритета в докладе Национальных академий 2022 года «Происхождение, миры и жизнь: десятилетняя стратегия планетарной науки и астробиологии на 2023–2032 годы». Интересно отметить, что в отчете предлагается миссия на Уран, но она сосредоточена на изучении происхождения планеты и ее спутников, но не астробиологию.
Миссия «доставит на место атмосферный зонд и проведет многолетнее орбитальное путешествие, которое изменит наши знания о ледяных гигантах в целом и системе Урана в частности», — говорится в описании миссии в отчете. Более поздние оценки оценили миссию как минимум в 4 миллиарда долларов; для сравнения, Mars Perseverance (часть программы НАСА по исследованию Марса) стоил около 3 миллиардов долларов.
Были предприняты некоторые усилия, чтобы снизить стоимость миссии на Уран. В 2022 году в статье, опубликованной в журнале Planetary Science Journal под руководством Яна Коэна, ученого-космонавта из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса, утверждалось, что орбитальный аппарат класса New Frontiers может обеспечить «миссию с более низкими затратами и потенциально более быстрым оборотом», чем в настоящее время предлагается миссия Uranus Flagship.
Коэн сказал корреспонденту SpaceRef, что независимо от стоимости миссии, было бы полезно провести исследовательскую миссию в этой системе, прежде чем предлагать какую-либо посадочную миссию, поскольку трудно предсказать, что там будет.
«Я думаю, что первый шаг — это попытка использовать инструменты, особенно лидар и плазменные инструменты, чтобы попытаться выяснить, существует ли на самом деле океан… мы начинаем думать о том, на что может быть похож океан», — сказал Коэн, который также руководил работой «Вояджера-2».
На данный момент необходимо определить основные задачи, которыми будет заниматься команда миссии, когда появится финансирование.
Цели этой миссии будут включать изучение происхождения планеты, а также анализ ее внутренней части, атмосферы, магнитосферы, спутников и колец. Самые ранние оптимальные возможности запуска будут в 2031 и 2032 годах, используя гравитацию Юпитера, чтобы сократить время полета туда, но другие варианты доступны по крайней мере до 2038 года.
Кевин Хэнд, заместитель научного сотрудника по проекту «Европа» в Лаборатории реактивного движения НАСА, сказал SpaceRef, что конструкция инструментов для такой миссии может учитывать новые результаты, чтобы собрать доказательства существования океанов на четырех лунах во время пролета. Инструменты могут быть основаны на успешных миссиях, которые достигли Юпитера (Галилео и Юнона) и Сатурна (Кассини), а также Europa Clipper, который в настоящее время находится на стадии проектирования.
«Возможно, это позволит выявить такие вещи, как океанические соли на поверхности», — сказал Хэнд о миссии Урана. «Возможно, у нас мог бы быть микроволновый радиометр, который мог бы рассказать нам об ледяной поверхности, или даже радар, проникающий в лед. Это все инструменты, которые могут быть полезны в этом исследовании есть ли на самом деле океаны под ледяными панцирями этих миров».
Хэнд добавил, что радиоактивность, которая, возможно, может подпитывать океаны спутников Урана, которая, по его словам, возникает из-за «обилия тяжелых элементов во время формирования миров», является третьей причиной сохранения жидкости океанов в нашей Солнечной системе. Два других — это близость к Солнцу, как то, что мы видим на Земле, и приливная энергия, подобная той, что присутствует на Европе, вблизи массивного Юпитера.
Семинар Uranus Flagship 2023
В ближайшее время может появиться дополнительная информация о плане миссии. В июле Институт Луны и планет (входит в состав Ассоциации космических исследований университетов) проведет семинар «Основные задачи на Уране 2023» в Пасадене, штат Калифорния, для обсуждения концепций потенциальных инструментов и научных исследований на планете. Семинар будет доступен как виртуально, так и лично.
«Этот семинар продвинет планирование миссии орбитального аппарата и зонда «Уран», к которой призывает недавно выпущенный десятилетний обзор планетарной науки и астробиологии», — говорится в описании трехдневного мероприятия. Пока нет информации о последующих действиях, но большинство таких сессий имеют своего рода публичные сообщения после дискуссии.
Сеансы семинаров будут подпадать под три широкие категории, касающиеся науки о «происхождении, эволюции и работе системы Урана», а также концепций и требований к приборам и планировании миссии. Разнообразие также будет представлено на панельной дискуссии.
Коэн, предупредив, что он не говорит от имени НАСА, сказал, что семинар, скорее всего, примет во внимание не только новые наблюдения, но и то, как вписать орбитальный аппарат Урана в другие приоритеты агентства, такие как исследования астрофизики или гелиофизики.
«Мы действительно пытаемся изучить междисциплинарные подходы… исследования и технологии, которые можно было бы добавить к миссии на Европу, чтобы сделать ее более действенной в более широком управлении научной миссии НАСА», — добавил Коэн об обсуждениях в сообществе потенциальной миссии на Уран. .
Между прочим, десятилетний обзор рекомендовал начать значительное финансирование миссии Урана в 2024 финансовом году; По словам Коэна, поскольку этого космического корабля нет в текущем бюджетном плане, планирование может перейти на менее амбициозный график 2028 года, который также доступен в планировании бюджета на десятилетие.
