يمكن أن نرسل شيء مثل كاسيني إلى أورانوس أو نبتون?

 

في المكان النظام الشمسي حيث نقوم بدراسة الكون البعيد باستخدام قوية الأرض و الفضاء المراصد قدموا لنا المعلومات التي لم نكن نحلم به. ولكن لا يزال لدينا أي فرصة للذهاب إلى مكان أبعد من المريخ ، أخبرنا عن هذه المهمة إلى الكواكب الأخرى. على الرغم من كل الموارد أعطينا علم الكواكب أرسلنا واحد فقط بعثة إلى اورانوس و نبتون: "فوياجر-2" التي حلقت في الماضي الكواكب. ما هي آفاق المدارية البعثة الخارجية العالمين ؟

هناك نافذة في أورانوس أو نبتون ، يمكنك إرسال المركبة الفضائية باستخدام المشتري عن تسارع الجاذبية. ما تحتاج إلى القيام به بما فيه الكفاية تباطأ بعد هذه المناورة وذهب إلى المدار "عمالقة الجليد"?

أورانوس و نبتون: كيفية استكشاف لهم ؟

النظام الشمسي معقدة ولكن لحسن الحظ مألوفة لنا. أفضل طريقة للوصول إلى النظام الشمسي الخارجي ، أي كوكب المشتري هو استخدام كوكب المشتري. في الفيزياء عندما كنت تأخذ كائن صغير (مثل المركبات الفضائية) التي يمر ضخمة و كائن غير المنقولة (مثل نجم أو كوكب) قوة الجاذبية يمكن أن تغير بشكل كبير من السرعة.

ولكن إذا كان هناك ثالث كائن مع الجاذبية أهمية في هذه المعادلة ، كل شيء يتغير قليلا, و هذا مهم بشكل خاص للوصول إلى الحدود الخارجية للنظام الشمسي. مركبة تحلق بالقرب من كوكب الأرض لا بد أن الشمس قد تكسب أو تفقد السرعة بسبب الفطام من نبض نظام الكوكب-الشمس. ضخمة الكوكب على أي حال ، ولكن المركبة الفضائية يمكن الحصول على تسارع أو تباطؤ ، اعتمادا على مساره.

هذا النوع من المناورة مع الجاذبية الدعم المطلوبة لتشغيل "الرحالة" ما وراء النظام الشمسي مؤخرا عن إطلاق "آفاق جديدة" إلى بلوتو. على الرغم من حقيقة أن أورانوس ونبتون لديهم بشكل ملحوظ طويلة المداري فترات 84 165 عاما على التوالي البعثات نافذة إلى العودة إليها مرة كل 12 عاما أو نحو ذلك: في كل مرة المشتري يكمل مدار.

المركبة الفضائية التي أطلقت من الأرض, عادة حول العديد من الكواكب الداخلية عدة مرات في التحضير الجاذبية المناورة مع كوكب المشتري. المركبة الفضائية ، تحلق حول كوكب الأرض يمكن استخدام "مقلاع الجاذبية" إلى كوكب الأرض وتفرقوا. إذا أردنا أن إطلاق بعثة الى نبتون اليوم محاذاة الكواكب سوف تسمح لنا للقيام بذلك. مع اليورانيوم, الذي هو أقرب ، سيكون أسهل.

عشر سنوات عرضت البعثة من Argo: أن يطير حول المشتري وزحل ونبتون حزام كويبر الكائنات مع إطلاق نافذة من 2015 إلى 2019. ولكن البعثة التحليق فقط لأنك لا تحتاج إلى إبطاء الجهاز. رميها في المدار من عالم آخر هو أكثر تعقيدا بكثير ، ولكن مثيرة للاهتمام.

بدلا من واحد الممر ، المسبار سوف تسمح لك مرارا وتكرارا استكشاف العالم لفترات طويلة من الوقت. سوف تكون قادرة على مراقبة التغيرات في الغلاف الجوي في العالم ، وتعمل باستمرار على استكشاف ذلك في مجموعة واسعة من الأطوال الموجية غير مرئية للعين البشرية. يمكنك العثور على أقمار جديدة ، حلقات جديدة و الظواهر الجديدة التي لم تتوقع أن تجد. حتى يمكن إرسال المسبار أو مسبار إلى كوكب أو أحد أقماره. كل هذا وأكثر حدث حول زحل, الانتهاء مؤخرا من قبل بعثة كاسيني.

كاسيني قد درست ليس فقط المادية و خصائص الغلاف الجوي لكوكب زحل ، على الرغم من أن هذا الجزء تم ببراعة. ليس فقط هو أنها صورت ودرس الحلبة ، على الرغم من ذلك. أكثر إثارة للاهتمام هو حقيقة أن شهدنا تغييرات وأحداث عابرة ، التي لم توقع. زحل أظهرت تغير المواسم ، والذي يتفق مع الاستراتيجية الكيميائية أو تغير في اللون قطبيه. عاصفة ضخمة ظهرت على زحل المحيطة الكوكب و عقدت عدة أشهر. اكتشف أن حلقات زحل وضوحا الهيكل الرأسي و تتغير مع مرور الوقت ؛ فهي متحركة وليست ثابتة — كبيرة مختبر لدراسة تشكيل الكواكب والأقمار. مع هذه المعلومات, قررنا أن المشاكل القديمة وفتح الألغاز الجديدة عن أقمار كوكب yapet ، تيتان ، إنسيلادوس ، وغيرها.

لا شك أننا نريد أن نفعل نفس الشيء مع أورانوس و نبتون. بالنسبة أورانوس و نبتون عرضت الكثير من البعثات ، والتي شهدت عملية التطبيق ، ولكن لا أحد منهم لم تكن قد بدأت التخطيط. NASA, ESA, JPL و المملكة المتحدة عرضت المداري الجهاز على اليورانيوم ، والتي هي في التنمية ولكن لا أحد يعرف ما سيحدث لهم في المستقبل.

حتى الآن درسنا هذه العوالم من بعيد. ولكن هناك أمل كبير في المستقبل البعثة بعد سنوات عديدة لا يزال محتجزا عند إطلاق نافذة لتحقيق العالمين سوف تكون مفتوحة. 2034 المفاهيمي ODINUS البعثة سيتم إرسال مركبة فضائية-الجوزاء إلى أورانوس و نبتون في نفس الوقت. البعثة في حد ذاته سوف تكون مثيرة للاهتمام مشروع مشترك بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية.

واحدة من كبرى الرائد البعثات المقترحة ناسا علماء الكواكب في عام 2011 تم التحقيق المتتبع لأورانوس. هذه المهمة كانت الأولوية الثالثة بعد بعثة المريخ عام 2020 و المقص أوروبا. هذه المزدوج آلات سيكون لديك للذهاب في عام 2020 المنشأ في 21 يوم ، الذي هو في كل عام: عندما الأرض, كوكب المشتري وأورانوس في الموقف الأمثل. المسبار سيستغرق ثلاثة أدوات منفصلة مصممة التصور وقياس خصائص مختلفةأورانوس ، حلقاته و الأقمار الصناعية. أورانوس و نبتون ينبغي أن تمتلك السائل المحيط تحت الغلاف الجوي ، المسبار سيكون على الأرجح أن الكشف عن ذلك. الغلاف الجوي مسبار قياس سحابة من الجزيئات توزيع الحرارة والتغير في سرعة الرياح مع العمق.

وكالة الفضاء الأوروبية برنامج ODINUS يذهب أبعد من ذلك ، ويمتد هذا المفهوم في اثنين مزدوجة المداري الأجهزة التي سوف تذهب إلى نبتون و أورانوس. إطلاق نافذة في 2034, الأرض, كوكب المشتري وأورانوس ونبتون سوف تكون محاذاة بشكل مناسب ، سوف يسمح لك لتشغيل لهم في نفس الوقت.

بعثة يطير كبيرة الاجتماعات الأولى ، لأنك يمكن أن تتعلم الكثير حول العالم ، ودراسة عليه من مسافة قريبة. أيضا هم حقا تحقيق بعض الأهداف ، في حين أن المركبات المدارية عالقون في العالم ، المدار الذي تم تحديده. وأخيرا ، فإن المركبات المدارية يجب أن يكون على متن الوقود للمناورة ، بطيئة وغير مستقرة المدار ، مما يجعل المهمة أكثر تكلفة بكثير. ولكن العلوم التي يمكنك الحصول عليها من البقاء على المدى الطويل على كوكب الأرض أكثر من يعوض عن هذا.

القيود الحالية من هذه البعثة لا ترتبط مع التقدم التكنولوجي ؛ التكنولوجيا لتنفيذ ذلك اليوم موجودة بالفعل. وتكمن الصعوبة في هذا:

• السياسات. منذ ناسا الميزانية محدودة الموارد الشحيحة.
• الفيزياء. حتى لو أخذنا أكبر سفينة "ناسا" ، من دون طيار نسخة من SLS, نحن يستطيع أرسلت محدودة الشامل في النظام الشمسي الخارجي.
• الممارسة. نظرا لاتساع المسافة من الشمس ، الألواح الشمسية لا تعمل. تحتاج المصادر المشعة إلى السلطة الجهاز حتى الآن ، وهذا هو أكبر مشكلة.

حقيقة أن المصادر المشعة طويلة المسافة مجسات (مثل المسافر) تتغذى على البلوتونيوم-238 — النظائر التي يتم إنشاؤها أثناء معالجة المواد النووية. جزء كبير من البلوتونيوم-238 تم إنشاء نشطة خلال سباق التسلح النووي. هو بحاجة مولدات حرارية تعمل بالنظائر المشعة (RTGs) المستخدمة في المسابر الفضائية.

ومع ذلك ، منذ عام 1988 إنتاج البلوتونيوم-238 توقف الأسهم قد استنفدت.

أسرع يمكنك التحرك في اجتماع مع الكوكب المزيد من الوقود تحتاج إلى حرق الجهاز لإبطاء و البقاء في المدار من الجسم. في حالة من بلوتو كان هناك أي فرصة: "آفاق جديدة" كنت صغيرة جدا على الجهاز و كان الكثير من السرعة ، بالإضافة إلى كتلة بلوتو كانت منخفضة جدا من أجل أن يمسك بها. ولكن في حالة نبتون و أورانوس إذا اخترنا مسار جيد من التسارع من المشتري و زحل ربما, يمكن أن يكون ممكنا. إذا كنا نريد أن تذهب فقط من أجل اليورانيوم ، يمكننا أن نذهب في أي سنة في عام 2020. إذا كنا نريد أن زيارة على هذا الكوكب ، عام 2034. أورانوس و نبتون يمكن أن تكون مماثلة من بعيد ، ولكن عن قرب أنها يمكن أن تكون مختلفة مثل الأرض والزهرة. ليس هناك سوى طريقة واحدة لمعرفة ذلك.