К 2049 году НАСА планирует отправить флагманскую миссию к Урану
AstroNews.ru - 21 Апреля 2022 19:59:53
Комитет ученых НАСА рекомендовал, чтобы флагманская миссия к Урану стала самой приоритетной крупной планетарной научной миссией НАСА на следующее десятилетие.
Уран - практически неизученный мир; единственным визитом НАСА на седьмую планету был короткий пролет 24 января 1986 года, во время которого ученые обнаружили кольца планеты и несколько дополнительных лун.
Новая рекомендация появилась в результате процесса, называемого десятилетним обзором, который возглавляет Национальная академия наук и предлагает НАСА руководство по определению приоритетных научных целей. В новом докладе комитета, опубликованном во вторник (19 апреля), рассматривается концепция миссии под названием Uranus Orbiter and Probe (UOP) для многолетнего орбитального полета, во время которого аппарат должен сбросить атмосферный зонд. Комитет назвал Уран "одним из самых интригующих тел в Солнечной системе" и наметил возможности запуска в начале 2030-х годов для 12-13-летнего полета с целью начала наблюдений.
"Когда я впервые прочитал эту рекомендацию, я испугался, что мне это приснилось!" - рассказал Ли Флетчер, ученый-планетолог из Университета Лестера в Великобритании. "Определение приоритетов в десятилетнем обзоре - это замечательный скачок вперед для сообщества исследователей внешней Солнечной системы".
Новая флагманская миссия
На данный момент орбитальный аппарат и зонд на Уран - это не конкретная миссия, а концепция. В предыдущем десятилетнем обзоре, опубликованном в 2011 году, эта идея упоминалась как третий приоритет для флагманской миссии, после идей, которые переросли в марсоход Perseverance, работающий сейчас на Марсе, и миссию Europa Clipper, запуск которой запланирован на 2024 год.
В других отчетах также подчеркивается необходимость создания полностью оснащенного орбитального аппарата к Урану, в комплекте с атмосферным зондом для погружения под облака планеты. В отчете об исследовании ледяных гигантов, подготовленном перед Десятилетним обзором, были представлены различные варианты космических аппаратов для Урана и Нептуна, а в документе под названием "Исследование систем ледяных гигантов", также представленном в комитет, обсуждается необходимость орбитального аппарата/зонда в миссии флагманского класса.
Поэтому, возможно, нет ничего удивительного в том, что Уран сейчас находится в верхней части повестки дня.
Ведущий автор последнего доклада о ледяных гигантах - Хлоя Беддингфилд, планетарный ученый и астроном из Исследовательского центра НАСА в Калифорнии, считает, что на Уране можно проводить обширные планетарные и даже экзопланетные исследования. "Флагманская миссия к системе Урана предоставит невероятную возможность изучить, как формировались и эволюционировали системы ледяных гигантов, которые часто встречаются в галактике", - сказала она в интервью. Это пересечение с наукой об экзопланетах, возможно, поможет делу Урана.
Согласно первоначальным оценкам, стоимость миссии Uranus Orbiter and Probe составит около 4,2 миллиарда долларов. Некоторые ученые считали, что более доступная концепция стоимостью менее 900 миллионов долларов будет единственным способом запустить миссию на Уран. (НАСА называет миссии с таким бюджетом "новыми рубежами"; в качестве примера можно привести миссию Juno к Юпитеру и миссию OSIRIS-REx для сбора образцов астероидов).
"Миссия уровня New-Frontiers может только поцарапать поверхность, не имея возможности исследовать всю систему ледяных гигантов во всем ее богатом разнообразии", - сказал Флетчер.
"Чтобы полностью изучить Уран, мы должны быть на орбите, исследовать его внутреннюю часть, атмосферу и магнитосферу, а также осмотреть множество ледяных лун и колец", - добавил он. "Если это стоит того, чтобы это сделать, то это стоит сделать как следует!"
Добраться вовремя
Сколько времени потребуется, чтобы достичь Урана, зависит от того, когда будет запущен космический аппарат. Чтобы избежать чрезмерно долгого путешествия, для больших космических аппаратов необходима гравитационная помощь Юпитера. Расположение планеты-гиганта означает, что запуск космического аппарата к Урану предпочтительно осуществить в 2031 или 2032 году, чтобы прибыть к Урану в 2044 или 2045 году. Он может покинуть Землю уже в 2038 году, но это будет означать 15-летнее путешествие.
Однако есть веская научная причина добраться до Урана к 2045 году. Год на Уране длится 84 земных года, а "Вояджер-2" пролетал мимо во время лета в южном полушарии, поэтому, если ученые хотят получить наиболее контрастные впечатления от той миссии, то новый космический аппарат должен прибыть до начала южной весны в 2049 году.
Это время также позволит зонду получить совершенно новые виды южных полушарий лун Урана, которые сами по себе являются интригующими мирами.
Уран имеет 27 лун, но ученые считают, что пять его крупнейших лун - Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон - могут быть океаническими мирами, на которых, возможно, есть жизнь. "Исследование этих лун расширит наши знания о том, где в нашей Солнечной системе существуют потенциально пригодные для жизни тела, - сказал Беддингфилд. Эти луны не покрыты кратерами, что говорит о том, что они могут быть геологически активными с меняющейся поверхностью, возможно, из-за ледяных вулканов.
"Крупные луны Урана действительно странные", - сказал Space.com Ричард Картрайт, планетолог и астроном из Исследовательского центра Эймса НАСА и ведущий автор статьи с предложением о создании орбитального аппарата к Урану. Он отметил, что во время короткого пролета "Вояджера-2" были сделаны снимки поверхности лун, которые свидетельствуют о геологической активности, в частности, на Миранде и Ариэле.
"Однако северные полушария лун урана во время пролета были окутаны зимней темнотой и практически не были запечатлены, что оставляет много вопросов о происхождении и эволюции этих ледяных тел без ответа", - сказал он. На данный момент Картрайт договорился об использовании недавно запущенного космического телескопа "Джеймс Уэбб" для поиска химических веществ, которые могли истекать из внутренних океанов этих миров, но это все равно не сравнится с близким визитом зонда.
Поиск названия
Комитет рекомендовал начать работу над настоящим проектом миссии к 2024 году, если позволят бюджеты, но для любой миссии к Урану необходимо знаковое название.
Хорошее возможное название для орбитального аппарата - Целус (Caelus), что является римским аналогом греческого бога Урана", - предложил Беддингфилд. "Это было бы уместно, потому что Уран - единственная планета в нашей Солнечной системе, названная в честь персонажа из греческой, а не римской мифологии".
Но, скорее всего, аппаратов будет два: один орбитальный спутник и один атмосферный зонд. Для сравнения, НАСА назвало свой орбитальный аппарат Cassini, изучавший Сатурн с 1997 по 2017 год, в честь первооткрывателя лун Сатурна. Зонд европейской постройки, который спустился на поверхность странной луны Титан, был назван "Гюйгенс" в честь астронома, подтвердившего наличие колец у Сатурна.
Другим вариантом может быть "Шекспир" для орбитального аппарата Урана и "Поуп" для атмосферного зонда. Ведь луны Урана названы в честь персонажей из произведений Уильяма Шекспира и британского поэта Александра Поупа. Например, Ариэль и Миранда фигурируют в шекспировской "Буре", а Титания и Оберон - в "Сне в летнюю ночь".
"Я думаю, что Шекспир - отличный вариант для названия миссии", - сказал Картрайт. "Вдохновляющее название и хорошо известное!".
Но хотя ученые празднуют новую рекомендацию, миссия на Уран еще не стала реальностью. "Впереди еще много препятствий - политических, финансовых, технических - так что мы не питаем иллюзий", - сказал Флетчер. "У нас есть около десяти лет, чтобы пройти путь от бумажной миссии до аппаратуры в стартовом обтекателе. Нельзя терять время".