Инженеры NASA предложили инновационное решение для миссии Uranus Orbiter and Probe (UOP), которое может кардинально изменить подход к изучению ледяного гиганта. Впервые для вывода аппарата на орбиту Урана планируется использовать аэродинамическое торможение — технологию, позволяющую значительно сократить расход топлива и увеличить научную нагрузку миссии.
Уран остается одной из наименее изученных планет Солнечной системы. Единственным аппаратом, посетившим его, был «Вояджер-2» в 1986 году, но он лишь пролетел мимо. Сейчас NASA готовит миссию UOP, которая должна выйти на орбиту планеты и провести детальные исследования. Однако главная проблема — огромное расстояние: даже с гравитационным маневром у Юпитера полет займет 13 лет.
Традиционный подход требует огромных запасов топлива для торможения при прибытии к Урану, что ограничивает массу научного оборудования. Альтернатива — разогнать зонд быстрее — приводит к еще большему расходу топлива. Этот замкнутый круг инженеры предлагают разорвать с помощью аэродинамического торможения.
Технология предполагает использование верхних слоев атмосферы Урана для замедления аппарата. Зонд входит в разреженные слои атмосферы, где трение снижает его скорость. Это позволяет сэкономить до 40% топлива, которое обычно тратится на орбитальные маневры. Сэкономленная масса может быть использована для увеличения научной нагрузки или сокращения времени полета на 2–5 лет.
Метод уже успешно применялся при посадке марсохода Curiosity, но для Урана задача сложнее. Аппарат потребует термостойкого щита из материала CPICA, способного выдержать нагрев до экстремальных температур. Также необходима точная навигация, чтобы избежать потери зонда из-за термомеханических нагрузок.
Среди преимуществ технологии — сокращение времени полета и стоимости миссии, возможность доставить больше научных приборов, включая зонд для изучения атмосферы Урана, а также сбор уникальных данных во время торможения. Однако существуют и риски, включая высокую вероятность повреждения аппарата при входе в атмосферу и недостаток точных данных об атмосфере Урана.
Несмотря на прорывной потенциал, миссия UOP сталкивается с нехваткой финансирования. NASA выделяет меньше средств, чем рекомендовано в декадном обзоре, что может отложить запуск до 2030-х годов. Ученые надеются, что применение аэродинамического торможения сделает проект более реалистичным и привлечет дополнительное финансирование.
Если миссия UOP будет реализована, она станет первой в истории, которая детально изучит Уран с орбиты. Аэродинамическое торможение может стать ключом к успеху, открыв новые горизонты в исследовании ледяных гигантов.
