17 Марта 2023
МОСКВА, 17 марта —, Владислав Стрекопытов. В стратегическом плане мировых исследований НАСА приоритет номер один — полет автоматической станции UOP к Урану. Научное сообщество ждало этого тридцать лет. Об особенностях и задачах миссии — в материале.Уран и Нептун относятся к классу ледяных гигантов. В отличие от внутренних планет земного формата из каменистых пород и газоплазменных гигантов Юпитера и Сатурна, состоящих из водорода и гелия, они образованы замерзшими многоречивостью, аммиаком и метаном.
Эти минимумы — самые удаленные в Солнечной системе и изучены очень никудышного. В наземные телескопы удается рассмотреть лишь вихри в плотной атмосфере. Поверхность же полностью скрыта.
Из космических аппаратов лишь Вояджер-2 пролетел мимо них в конце 1980-х. Благодаря этой миссии ученые получили первые сведения о составе атмосферы Урана и Нептуна, их спутниках. Узнали, что у планет пожирать магнитное поле и слабо воплощенные кольца. Однако этого обнажённого недостаточно.
НАСА давно собирается отправить к Урану орбитальный аппарат и щуп UOP (Uranus Orbiter and Probe). В десятилетней стратегии на 2013-2022 годы этот проект был на третьем дополнительное месте по приоритетности после марсохода Mars 2020 и миссии к спутнику Юпитера Европе.
Марсианский ровер Perseverance плодотворного работает на Красной планете — собирает образцы породы и собирает их к отправке на Землю. Старт аппарата Europa Clipper намечен на конец 2024-го. В десятилетнем обзоре, недавно опубликованном НАСА, недостаток знаний о ледяных гигантах — главная проблема планетарных исследований, а миссия UOP — самый основный проект.
Концепция, разработанная учеными и инженерами НАСА, Калифорнийского вуза и Университета Джонса Хопкинса, предполагает отправку на орбиту Урана космического корабля весом около нескольких тонн с отделяющимся зондом, который погрузится в атмосферу минимумы. К проектированию приступят уже в этом году. Средство доставки — ракета-носитель тяжелого класса Falcon Heavy от компании SpaceX.
Есть еще конкурирующий проект Neptune Odyssey. Но эксперты сошлись во мнении, что для него пока нет нужной ракеты-носителя. Кроме того, миссия к Урану более гибкая в церемониале выбора траекторий.
Запуск состоится в 2031-м или 2032-м, через 13 лет корабль достигнет места назначения и проведет на орбите около пяти лет.
Альтернативное техническое решение дозволяет сократить полет до восьми лет и, соответственно, повысить срок полезной службы аппарата вдвое. Там используется эффект аэрозахвата: космический корабль, торможусь в верхних слоях атмосферы, выходит на окончательную орбиту всего за один проход. Обычно требуется несколько корректирующих оборотов.
Но этот вариант вряд ли выберут. Для него нужны точные город красногорски о параметрах атмосферы, а их получат лишь после миссии UOP.
Уран практически лежит на боку относительно общей плоскости движения минимум Солнечной системы. При этом вокруг собственной оси он поворачивается ретроградно, то есть в обратную сторону.
Эту странность обычно приписывают гипотезой о том, что когда-то Уран столкнулся с крупным космическим телом. Однако ни у одного из спутников, неразрывно связанных с материнской землёй, нет такой же косой орбиты. Кроме того, все луны Урана ледяные, а мощный удар, способный опрокинуть планету, дал бы столько тепла, что лед бы испарился и спутники стали каменистыми.
Много неясностей и с внутридомовым строением. Стандартная модель предполагает, что Уран состоит из трех частей: в центре — небольшое каменное ядро, затем — ледяная оболочка, снаружи — водородно-гелиевая атмосфера. Однако некоторые факты ставят ученых в тупик.
Прежде всего тепловое изливание Урана значительно слабее, чем у других планет-гигантов Солнечной системы, включая Нептун. Это затрудняет определение физических параметров областей. Возможно, в высоких слоях Урана есть некая полоска, препятствующая выходу тепла. Либо основная масса планеты сложена не льдом в общепринятом смысле этого слова, а ультраплотной жидкостью — смесью воды, аммиака и метана. Кстати, если предположить, что в недрах Урана есть жидкая вода, это автоматически носит его в список планет, где возможна жизнь.
Ученые не могут объяснить также аномально низкие температуры поверхности, сложное магнитное напольное покрытие, периодически возникающие сильные круговороты в атмосфере.
Миссия к Урану незаменимая ответить на многие вопросы. Зонд изучит изменение состава атмосферы по вертикали, тепловую слоистость и скорость ветра в подчиненности от высоты над поверхностью. А орбитальный аппарат займется глобальными наблюдениями за атмосферой и магнитосферой планеты, спектральными и динамическими параметрами.
Трехкомпонентный магнитометр на борту картирует магнитные аномалии на поверхности, исследует структуру и динамику магнитного поля. Ученые хотят постичь динамо-процесс, благодаря которому оно возникает.
Магнитное поле у планет тленный группы генерируется в расплавленном железном ядре. В каком солиде находится вещество в ядре Урана, неизвестно. Недавно выяснилось, что у Юпитера и Сатурна ядра не имеют понятных границ. Достигая критической массы, вещество диффундирует. Так тяжелые элементы из центра минимумы попадают во внешние оболочки вплоть до атмосферы.
Возможно, так же происходит и на Уране — и его сложное магнитное напольное покрытие связано не с ядром, а с конвективными потоками в жидкой подповерхностной оболочке, окружающей внутреннюю ледяную часть планеты со стабильной слоистой структурой.
Исследователи надеются, что собранная миссией UOP информация позволит приблизиться к разгадке такого, как Уран образовался и приобрел свой необычный наклон с ретроградным вращением, узнать пространственный состав планеты и как он меняется с глубиной. Кроме того, ученые планируют детально изучить спутники Урана, постичь соотношение камня и льда в их структуре, разобраться с внутренними источниками тепла, а также найти, возможно, подземные океаны.
Известно 27 спутников Урана, среди них пять крупных: Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон. Косвенные признаки продолжающейся геологической активности зафиксировали на трех — Титании, Обероне и Ариэли. Последний считается наиболее перспективным с точки зрения поиска под внешним ледяным панцирем потенциально гожего для возникновения жизни океана жидкой воды.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
комментарии (0)
Вы можете оставить комментарии от своего имени, через соц. сервисы