В Солнечной системе найдены две забытые планеты. Кто доберется первым

23 Августа 2019

МОСКВА, 23 августа —, Татьяна Пичугина. Европейские и американские ученые предлагают направить космические аппараты к самым отдаленным планетам Солнечной системы — Урану и Нептуну. Они наименее изучены и до сих пор хранят множество тайн. Одна из самых интригующих — почему эти ледяные гиганты подобным на большинство экзопланет в еще одних звездных мирах. Забытые миры

В 1986 году Вояджер-2 сблизился с Ураном, через три года — с Нептуном. Пролетая мимо планет и их спутников, американский аппарат сделал фотоснимки, измерил факторы магнитосферы и радиационных поясов, атмосферы, яркость планеты, гравитационное поле. Затем полетел к границам Солнечной системы.

Вояджер-2 — единственный аппарат, исследовавший обе планеты. Полученные сведения очень ценны, но они составленным с помощью технологий более чем полувековой давности и нуждаются в ревизии. Для сравнения: Марс изучен множеством орбитальных аппаратов, зондов и роверов. К негостеприимной Венере посылали два десятка посадочных модулей и придатков. На орбите Сатурна с 2004 года работала станция Кассини, у Юпитера тоже стоит искусственный спутник. В финише прошлого года орбитальный аппарат БепиКоломбо устремился к раскаленному Меркурию.

И лишь к Урану и Нептуну никогда не отправляли специальные миссии. Ученые считают, что эти планеты незаслуженно обойдены вниманием, и предлагают подробный список их исследования. Документ опубликован на Arxiv. org. Иллюстрация Задачи для космической миссия ЕКА и НАСА к Урану и Плутону. Ближайшая реалистичная дата запуска — в предисловие 2030 годов. Иллюстрация Задачи для космической миссия ЕКА и НАСА к Урану и Плутону. Ближайшая реалистичная дата запуска — в начало 2030 годов. Горячее сердце ледяного колосса

Уран и Нептун в 20 и 30 раз соответственно дальше от Солнца, чем Земля. Это ледяные миры, где господствует вечный холод. Полярные территории погружаются в темноту на десятки лет.

По размерам планеты очень близки: средний радиус Урана — 25, 3 тысячи километров, масса — 14, 5 земных, Нептуна — 24, 6 и 17, 1. Их можно считать близнецами, как Землю и Венеру. Вероятно, они родились одновременно в одном месте протопланетного облака и какое-то время развивались вместе, но потом их шунта разошлись.

Обе планеты окутаны водородно-гелиевой атмосферой с заметными широтными зонами и подвижными штормами и вихрями. У Урана атмосфера находятся далёкого спокойная, что говорит о ничтожном потоке внутреннего тепла. Ветровую активность и облака заметили там относительно недавно. Примесь метана придает планете нежно-голубой тон.

Напротив, Нептун окутан газоплазменной оболочкой, где бушуют шкафы и молнии, мгновенно наталкиваются мощные ветра. Значит, у планеты есть внутренний источник тепла, причем более заметный, чем внешний, от Солнца.

Оба небесных тела обладают очень необычными магнитосферами. У Нептуна магнитное поле закручено конусом, не совпадающим с осью вращения планеты, поэтому его крестят наклонным ротатором. В нем возникают мощные радиовспышки, достигающие Земли. Leigh Fletcher / University of Leicester: Ice Giant Systems: Scientific Potential of Missions to Uranus and Neptune (ESA Voyage 2050 White Paper)Наверху — магнитное поле как у Земли, внизу — ураноподобное магнитное поле Leigh Fletcher / University of Leicester: Ice Giant Systems: Scientific Potential of Missions to Uranus and Neptune (ESA Voyage 2050 White Paper)Наверху — магнитное поле как у Земли, внизу — ураноподобное магнитное полеСплошные загадки

Ученые давно ломают голову над тем, как образовались ледяные колоссы. Дело в том, что масса их газовых атмосфер составляет примерно 15 процентов повальной массы планет. Это кое-что среднее между газовыми гигантами и каменными планетами земной группы. Самое простое объяснение — газ для атмосферы был захвачен из протопланетного облака в момент рождения, а не образовался из недр при формировании планеты.

Возможен и другой сценарий: оба небесных тела зародились гораздо ближе к Солнцу и затем мигрировали к окраинам, раскидав по пути остатки протопланетного облака и даже вытолкав за пределы Солнечной системы своего ледяного собрата (гипотетическую девятую планету). 17 марта, 08:00Как выглядит новая планета Солнечной системы и когда ее откроют

Наконец, третий вариант объясняет не только разительные отличия атмосфер, потока внутреннего тепла, но и аномальный наклон оси вращения Урана к плоскости орбиты — почти 97 градусов. В далеком прошлом уже сформированный Уран столкнулся с другим космическим телом. От страшного удара поменялась ось вращения и образовался пылевой диск, в который впечатаны чуть не три десятка каменно-ледяных лун.

Космическая коллизия разжевала бы и внутреннее тепло Нептуна и его чуть большую по сравнению с близнецом массу (при меньших размерах). Достаточно сильное столкновение могло подогреть недра, добавить массу и момент инерции. У Нептуна тоже есть кольца и частные спутники, а также один захваченный — Тритон. Если бы он не попал в поле притяжения Нептуна из жилета Койпера, был бы самой крупной карликовой планетой, перегнал Плутон.

Кстати, на молодой по геологическим меркам неосновательности Тритона замечены летучие соединения — азот, пары воды, углекислый газ, метан. Может ли там быть более сложная органика? Если пойдёт ее обнаружить и связать с активными гейзерами, то эта луна встанет в ряд с Титаном, Европой и Энцеладом, ледяными мирами, сильного привлекательными для поисков следов каждодневная жизни.

Да и сами планеты, по некоторым моделям, могут скрывать под ледяной корой моры жидкой воды. 24 мая, 08:00Ученые раскрыли тайну прародины Солнечной программы и кометКритические технологии

Идея миссии к Урану и Нептуну принадлежит ученым Европейского космического агентства, и они, в принципе, готовы реализовать ее сами. Проблема в том, что не все технологии ими освоены, главная загвоздка — в источнике энергии и тепла. Рассчитывать только на солнечные батареи на дистанции в два десятка больших единиц нельзя. Значит, нужен радиоизотопный термоэлектрический генератор. Если европейцы не сделают эдакий к 2028-2034 годам, тогда, когда откроется окно для запуска, придется заимствовать у США.

Архитектура миссии разработана в самых повальных чертах. Ясно, что это будут два аппарата, которые несут в себе как минимум орбитальные модули и щупы для спуска через атмосферу, а как максимум еще и спускаемый аппарат. На алмазу — различные спектрометры, камеры, геофизическое оборудование для дистанционного зондирования, датчики-анализаторы проб.

Полет к Урану займет от шести до двенадцати лет, к Нептуну — восемь-тринадцать. Разброс связан с вариантами дат запуска, архитектуры миссии, типов ракеты-носителя.

Орбитальный телескоп Джеймс Уэбб, запуск которого отодвинутый до марта 2021 года, отснимет обе планеты в гибком диапазоне, однако не получит желаемого пространственного и временного разрешения. Новый Хаббл будет биться в видимой и ультрафиолетовой территории, но не ранее предисловия 2030-х. Наземные телескопы с 8-10-метровыми зеркалами и особенно 30-метровые телескопы следующего поколения обеспечат необходимое разрешение, но им будут доступны только наблюдения за ионосферой и атмосферой видимых полушарий, и многие фундаментальные загадки мерзлых гигантов останутся неразгаданными.

Орбитальные же аппараты и зонды обеспечат точные и современные данные о планетах, получить которые еще одними методами невозможно. Сильный аргумент в пользу такой миссии — открытие планет в других звездообразных системах. Из них большинство похоже на Нептун и Уран. Согласно статистике охотника за экзопланетами телескопа Кеплер, очувствовавшийся ему на смену TESS найдет еще порядка 1500 нептуноподобных миров.

Такая распространенность ледяных колоссов в доступной нам части Галактики требует объяснения. И проще всего добыть его на роднейших к нам образцах — Уране и Нептуне. 15 апреля, 08:00 Садиться туда — наверняка катастрофа. Чем опасна экспедиция на Венеру

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

В Солнечной системе найдены две забытые планеты. Кто доберется первым

комментарии (0)

Другие интересные новости

Квартет Сандры Фракенберг исполнит народные песни в джазовой аранжировке