Se siamo in grado di inviare qualcosa come «Cassini» a Urano o Nettuno?

In luogo del sistema Solare, dove siamo, lo studio di un Universo lontano con l'aiuto di potenti terra e osservatori spaziali ci ha fornito dei dati e della conoscenza, su cui non abbiamo sognato. Ma noi ancora non c'è alcuna possibilità di andare da soli da qualche parte sopra di Marte, questo ci ha detto missioni su altri pianeti. Nonostante tutte le risorse che abbiamo dato planetario scienza, abbiamo inviato una sola missione su Urano e Nettuno: «Voyager 2», che è volato da solo pianeti. Quali sono le nostre prospettive sul orbitali missione in questi mondi esterni?

C'è una finestra che Urano o Nettuno, è possibile inviare una sonda, facendo uso di Giove per l'accelerazione gravitazionale. Che cosa devo fare per la macchina è abbastanza rallentato dopo tale manovra e ' uscito in orbita «giganti di ghiaccio»?

Urano e Nettuno: come esplorare?

Il sistema Solare — difficile, ma, per fortuna, a noi familiare posto. Il modo migliore per raggiungere il sistema Solare esterno — cioè prima di qualsiasi del pianeta Giove è di utilizzare Giove in aiuto. In fisica, quando si prende un piccolo oggetto (ad esempio, il veicolo spaziale), che vola vicino ad un enorme e immobile oggetto (come una stella o un pianeta), la forza gravitazionale può cambiare in modo significativo la sua velocità.

Ma se c'è il terzo oggetto con la gravità rilevanza in questa equazione, tutto cambia un po', e questo è particolarmente importante per il raggiungimento di limiti esterni del sistema Solare. Il veicolo spaziale che vola vicino al pianeta, legata al Sole, può guadagnare o perdere velocità a causa di svezzamento impulso al sistema pianeta-Sole. Massiccio pianeta è ancora, ma la navicella può ottenere l'accelerazione o il rallentamento, a seconda della sua traiettoria.

Questo tipo di manovra con la gravità supporto è necessario per avviare il «Вояджеров» fuori dal sistema Solare, e più di recente — per il lancio di «Nuovi orizzonti» a Plutone. Nonostante il fatto che Urano e Nettuno hanno sorprendentemente lunghi periodi orbitali 84 e 165 anni, rispettivamente, finestre missioni per il ritorno a lui si ripetono ogni 12 anni o giù di lì: ogni volta, quando Giove orbita completa.

La sonda, lanciata con la Terra, di solito, vola un paio di pianeti interni paio di volte, in preparazione alla gravità manovra con Giove. Il veicolo spaziale, облетающий pianeta, può utilizzare la «fionda gravitazionale» — per il pianeta disperso. Se volessimo avviare la missione a Nettuno oggi, l'allineamento dei pianeti ci permetterà di fare questo. Con Urano, che è più vicino, sarebbe ancora più facile da fare.

Dieci anni fa è stata proposta la missione «Argo»: volare Giove, Saturno, Nettuno e gli oggetti della cintura di Kuiper con la finestra di avvio dal 2015 al 2019. Ma la missione di volo è semplice, perché non è necessario rallentare la macchina. Lanciare in orbita un altro mondo dove è più difficile, ma anche più interessante.

Invece di un passaggio, l'orbiter vi permetterà di moltiplicare esplorare il mondo per lunghi periodi di tempo. Sarete in grado di osservare i cambiamenti in un'atmosfera di pace con i propri occhi e costantemente esplorare in una vasta gamma di lunghezze d'onda invisibili per l'occhio umano. È possibile trovare la nuova luna, nuovi anelli e nuovi fenomeni, che non si aspettavano di trovare. Possibile anche inviare il modulo di atterraggio o la sonda sul pianeta o una delle sue lune. Tutto questo e molto altro è già accaduto intorno a Saturno con il recentemente completato la missione «Cassini».

«Cassini» non solo ha studiato fisici e atmosferici proprietà di Saturno, anche se questa parte del lavoro è stato fatto con glitter. Lei non solo ha ripreso e studiato anelli, anche se con questo fatto. Che più curioso è il fatto che abbiamo osservato cambiamenti e gli eventi, che non avrebbe mai predetto. Saturno ha mostrato il cambiamento delle stagioni, che hanno abbinato chimiche e causa di variazioni di colore ai suoi poli. Colossale tempesta si è manifestata su Saturno, avvolgendo il pianeta e tese molti mesi. È stato scoperto che gli anelli di Saturno hanno pronunciato strutture verticali e cambiano con il tempo; sono dinamici e non statici — un grande laboratorio per la ricerca la formazione dei pianeti e lune. Avendo questi dati, abbiamo deciso di vecchi problemi e hanno aperto nuovi enigmi sui satelliti del pianeta Giapeto, Titano, Encelado e altri.

Non c'è dubbio che noi vogliamo fare lo stesso con Urano e Nettuno. Per Urano e Nettuno ha chiesto un sacco di missioni, di cui molti hanno subito il processo di applicazione, ma nessuno di loro e non hanno iniziato a pianificare. NASA, ESA, JPL e regno Unito hanno suggerito orbitali dispositivo di Urano, di cui tutti in fase di sviluppo, ma nessuno sa che sarà con loro e sarà in futuro.

Fino ad ora abbiamo studiato questi mondi da lontano. Ma c'è una grande speranza che la futura missione dopo tanti anni ancora si svolgerà, quando la finestra di lancio per il raggiungimento di entrambi i mondi sarà aperto. Nel 2034 concettuale missione ODINUS dovrà inviare apparecchi-gemini su Urano e Nettuno contemporaneamente. La missione sarà interessante joint venture tra la NASA e l'ESA.

Uno dei principali flagship missioni proposte планетологам NASA nel 2011, sono stati sonda e l'orbiter a Uranio impoverito. Questa missione ha ricevuto la terza priorità dopo la missione Mars 2020 e Europa Clipper. Queste doppie graffe avrebbe bisogno di andare nel 2020 a una finestra in 21 giorni, che ci sono ogni anno: quando la Terra, Giove e Urano occupano le migliori posizioni. L'orbiter avrebbe preso tre strumenti progettati per la visualizzazione e misura diverse proprietàUranio, i suoi anelli e satelliti. Urano e Nettuno devono possedere enormi oceani liquidi sotto atmosfera, e l'orbiter dovrebbe sicuramente è inosservabile. Aspirato sonda sarà in grado di misurare il cloud molecole di distribuzione del calore e la variazione di velocità del vento con la profondità.

Proposto dall'agenzia spaziale Europea, il programma ODINUS va ancora oltre: amplia questo concetto in due doppie orbitali del dispositivo, che si mettano a Nettuno e Urano. La finestra di lancio nel 2034, quando la Terra, Giove, Urano e Nettuno stabilizzarsi di conseguenza, consente di eseguire contemporaneamente.

La Missione di volo sono l'ideale per i primi incontri, perché si può imparare molto sul mondo, studiare a distanza ravvicinata. Inoltre sono perfettamente raggiungono diversi obiettivi, mentre l'orbiter si blocca in ogni mondo, orbita che scelgono. Infine, orbitali apparecchi devono avere a bordo il carburante per l'esecuzione di manovre, di rallentamento e di uscita in un'orbita stabile, il che rende la missione è molto più costoso. Ma la scienza, che si ottiene da a lungo termine di permanenza sul pianeta, più che compensato per questo.

I limiti di tale missione non sono associati con i progressi tecnici; la tecnologia per realizzare il suo oggi, esistono già. La complessità è questo:

• Politiche. Visto che il budget della NASA è limitato, delle risorse è estremamente carente.
• Fisica. Anche se prendere la più grande nave della NASA, particolare versione SLS, siamo in grado di inviare limitata massa esterna del sistema Solare.
• Pratica. Dato l'enorme distanza dal Sole, i pannelli solari non funzionano. Bisogno di sorgenti radioattive, per alimentare la macchina così lontano, e questo è il problema più grande.

Il fatto è che le sorgenti radioattive per sonde a lunga percorrenza (una sorta di «Voyager») si nutrono di plutonio-238 — isotopo, che viene creato durante l'elaborazione di materiali nucleari. La maggior parte di plutonio-238 è stata fondata in epoca nucleare attivo gara. Ha bisogno di un radioisotopo di generatori termoelettrici (RTG), che vengono utilizzati in sonde spaziali.

Tuttavia, dal 1988 la produzione di plutonio-238 si è fermato, e le scorte esaurite.

Il più veloce si sposta durante l'incontro con il pianeta, il combustibile più bisogno di bruciare la macchina, per rallentare e rimanere in orbita del corpo. Nel caso di Plutone, la possibilità non è stata: «Nuovi orizzonti» è troppo piccolo la macchina e aveva troppo grande velocità, più la massa di Plutone era troppo basso per essere stato per lei a cui aggrapparsi. Ma nel caso di Nettuno e Urano, se scegliamo un buon percorso di accelerazione da Giove e, forse, di Saturno, potrebbe essere fattibile. Se vogliamo andare solo su Urano, si può volare in qualsiasi anno nel 2020. Se vogliamo visitare questo pianeta, il nostro anno — 2034. Urano e Nettuno possono essere simili da lontano, ma vicino possono essere diversi, come la Terra e Venere. C'è solo un modo per scoprirlo.