Voyager 2 Уран (R) жана Нептун (L) экөө тең учуп, эки дүйнөнүн касиеттерин, түстөрүн, атмосферасын жана шакек системаларын ачып берди. Экөөнүн тең шакектери, көптөгөн кызыктуу айлары жана биз иликтөөнү күтүп жаткан атмосфера жана жер үстүндөгү кубулуштар бар. (NASA / VOYAGER 2)

Этандан сураңыз: Уранга же Нептунга Кассиинге окшогон миссия жөнөтө алабызбы?

НАСАнын Кассини космостук кемеси бизге Сатурн жөнүндө элестеткенден көп нерсени үйрөттү. Уран менен Нептунга окшош бир нерсе жасай алабызбы?

Күн системасында турган жерибизден, алыскы Ааламды күчтүү жерге жана космостук негиздеги обсерваторияларыбызга карап, көптөгөн адамдар эч качан ойлогон эмес деп ойлогон көз караштарды жана билимдерди берди. Бирок көптөгөн планеталар бизге үйрөткөндөй, алыскы жерге саякаттоонун ордун таба турган эч нерсе жок. Планетардык илимге жумшаган ресурстарга карабастан, биз Уранга жана Нептунга бир гана миссияны: Вояжер-2 жөнөткөнбүз, алар өздөрү гана учушкан. Тышкы дүйнөлөр үчүн орбитациялык миссияны кандай келечек күтүп турат? Биздин Патреондун жактоочусу Эрик Дженсен сурагандай, ушуну билгиси келет:

Космостук аппараттар Уранга же Нептунга тартылуу күчөтүү үчүн Юпитерди колдонуп жөнөтүлө турган терезе бар. Муну колдонууда кандай тоскоолдуктар бар, бирок "муз гиганттарынын" айланасында орбитага жетүү үчүн жетиштүү жай жүрө албай жатасызбы?

Келгиле, карап көрөлү.

Визуалдык текшерүүдө Жердин көлөмү менен Нептун өлчөмүндөгү дүйнөлөрдүн ортосунда чоң ажырым бар экени көрүнүп турат, чындыгында сиз Жерден 25% чоңураак гана болуп, таштак бойдон каласыз. Чоңураак нерсе болсо дагы, сиз газ гигантысыз. Юпитер жана Сатурн планеталарынын болжол менен 85% ын түзгөн чоң газ конверттерине ээ болушса, Нептун жана Уран такыр башкача жана алардын атмосферасынын астындагы чоң, суюк океандар болушу керек. (ЖОЛ ЖАНА ПЛАНДАРДЫК ИНСТИТУТ)

Күн системасы татаал - бирок, бактыга жараша, туруктуу жер. Күн системасына сырткы Күн тутумунун, башкача айтканда, Юпитерден башка планеталарга жетүүнүн эң жакшы жолу - бул сизге жардам берүү үчүн Юпитерди колдонуу. Физикада, сизде кичинекей бир нерсе (космос кемеси сыяктуу) массивдүү, туруктуу (жылдыз же планета сыяктуу) учканда, тартылуу күчү анын ылдамдыгын аябай өзгөртө алат, бирок анын ылдамдыгы ошол бойдон сакталышы керек.

Бирок үчүнчү объект гравитациялык мааниге ээ болсо, анда ал окуя бир аз өзгөрүп, тышкы Күн системасына жетүү үчүн өзгөчө мааниге ээ. Космостук кеме, мисалы, Күн менен байланышкан планета, планета / Күн тутумун уурдап же жоготуп, ылдамдыгын жоготуп же жоготушу мүмкүн. Массивдүү планета көңүл бурбайт, бирок космостук траекториясына жараша ылдамдатууга (же басаңдоого) ээ болот.

Гравитациялык салмагы, бул жерде көрсөтүлгөндөй, космостук гравитациялык жардам аркылуу ылдамдыгын кандайча жогорулатат. (WIKIMEDIA ЗЕЙМУСУНУН ПАЙДАЛАНУУЧУ КОМПАНИЯСЫ)

Бул маневр түрү гравитациялык жардамчы катары белгилүү, жана Вояжер 1 жана Вояжер 2 күн системасынан чыгып кетүүдө жана жакында Жаңы Горизонтторду Плутон аркылуу учууга мажбур кылган. Уран жана Нептун укмуштай узак орбиталык мезгилдерге 84 жана 165 жыл ээ болушса да, аларга жетүү үчүн миссиянын терезелери 12 же 12 жыл сайын кайталанат: Юпитер орбитаны аяктаган сайын.

Жерден учурулган космос кемеси, адатта, кээ бир ички планеталар тарабынан Юпитердин тартылуу күчүнө даярдануу үчүн бир нече жолу учат. Планета аркылуу учкан космос кемеси макал-лакаптуу түрдө тартылышы мүмкүн - гравитациялык салмалы тартылуу күчү жардам берет деген сөз - аны чоң ылдамдыкка жана энергияга жеткирет. Эгерде биз кааласак, бүгүнкү күндө Нептунга миссияны башташыбыз мүмкүн. Уранга жакыныраак болуу, андан да жеңилирээк.

NASAнын Messenger зондору үчүн учуу жолу, ал бир нече тартылуу жардамынан кийин Меркурийдин айланасында ийгиликтүү, туруктуу орбитага көтөрүлдү. Эгер сиз сырткы Күн системасына барууну кааласаңыз, анда гелиоцентрдик ылдамдыкты кошуп, андан алыстап кетпестен, башка бирөөгө окшош. (NASA / JHUAPL)

Мындан он жыл мурун, Арго миссиясы сунушталган: ал Юпитер, Сатурн, Нептун жана Куйпер кур куруучу объектилери менен учуп, 2015-жылдан 2019-жылга чейин иштей баштайт. Бирок учуу миссиялары оңой, анткени сизде жок космосту жайлатуу. Аны дүйнө жүзү боюнча орбитага коюу кыйыныраак, бирок андан да пайдалуу.

Бир жол жүрүүнүн ордуна, орбитатор сизди бүткүл дүйнө жүзү боюнча, бир нече жолу, узак мезгилдерге чейин алат. Дүйнөнүн атмосферасындагы өзгөрүүлөрдү көрүп, адам көзүнө көрүнбөгөн ар кандай толкун узундуктарында үзгүлтүксүз иликтей аласыз. Жаңы айларды, жаңы шакектерди жана сиз күтпөгөн жаңы кубулуштарды таба аласыз. Жада калса планетага же анын айларынын бирине ландер же зонд түшүрсөңүз болот. Булардын бардыгы жакында эле аяктаган Кассини миссиясы менен Сатурндун айланасында болуп өттү.

2012 (L) жана 2016 (R) Сатурндун түндүк уюлунун сүрөтү, экөө тең Cassini кең бурчтуу камерасы менен тартылган. Түстүн айырмасы Сатурн атмосферасынын химиялык курамынын өзгөрүшүнө байланыштуу, бул түздөн-түз фотохимиялык өзгөрүүлөр менен шартталган. (NASA / JPL-CALTECH / КОСМОС ИЛИМ ИНСТИТУТУ)

Кассини Сатурндун физикалык жана атмосфералык касиеттери жөнүндө билген эмес, бирок бул укмуштуудай болгон. Бул шакектерди элестетип эле койбостон, шакектерди дагы үйрөнгөн жок, бирок ошону да жасашты. Эң таң калыштуусу, биз эч качан болжолдоп көрбөгөн өзгөрүүлөрдү жана өткөөл окуяларды байкадык. Сатурн мезгилдүү өзгөрүүлөрдү, анын полюстун айланасындагы химиялык жана түстүү өзгөрүүлөрдү чагылдырган. Сатурн шаарында чоң бороон болуп, планетаны курчап, бир нече айга созулган. Сатурндун шакектеринде күчтүү вертикалдуу түзүлүштөр болгон жана убакыттын өтүшү менен өзгөрүлүп турган; алар динамикалуу жана статикалык эмес жана бизге планета менен айдын пайда болушу жөнүндө үйрөтүүчү лаборатория менен камсыз кылышат. Ошондой эле, анын маалыматтары менен биз эски көйгөйлөрдү чечип, Жапетус, Титан жана Энчеладус айларында жаңы сырларды ачтык.

8 ай аралыгында Күн тутумундагы эң чоң бороон күчөп, бүт дүйнөнү курчап турган газ гигантынын ичине кирип, ичине 10дан 12 ге чейин жерди батырууга жөндөмдүү. (NASA / JPL-CALTECH / КОСМОС ИЛИМ ИНСТИТУТУ)

Уран менен Нептунга окшоп, биз да ушуну каалайбыз. Уранга жана Нептунга көптөгөн орбиталык миссиялар сунуш кылынган жана алар тапшырманы тапшыруу процессинде буга чейин жасалган, бирок алардын бири да курула же учууга тактала элек. NASA, ESA, JPL жана Улуу Британия дагы Уран орбиталарын сунуш кылышууда, бирок келечекте эмне болорун эч ким билбейт.

Азырынча биз бул дүйнөлөрдү алыстан гана изилдеп чыктык. Бирок келечектеги миссияга көптөгөн жылдардан бери чоң үмүт бар, эки дүйнөдө тең бирдей ачылган терезелер бир убакта тегизделет. 2034-жылы концептуалдык ODINUS миссиясы бир эле учурда Уранга жана Нептунга эгиз орбиталарды жөнөтөт. Миссиянын өзү NASA менен ESAнын ортосундагы укмуштуу, биргелешкен ишкана болмок.

Хаббл тарабынан ачылган Урандын акыркы эки (эң сырткы) шакекчелери. Биз Уранын ички шакектеринде Вояжер-2 учуп жүргөн жерден ушунчалык көп түзүлүштү таптык, бирок орбитатор бизге андан да көптү көрсөтө алат. (NASA, ESA жана M. SHOWALTER (SETI INSTITUTE))

2011-жылы NASAнын планетардык илимдин декадалдык изилдөөсүнө сунушталган эң ири, алдыңкы класстагы миссиялардын бири - Уран зонду жана орбита. Бул миссия үчүнчү орунду ээледи, Марс 2020 роверинен жана Europa Clipper орбитасынан кийин. Уран зонду-орбитасы 2020-жылы жыл сайын 21 күндүн терезеси менен ачылышы мүмкүн: Жер, Юпитер жана Уран оптималдуу позицияларга жеткенде. Орбитада Урандын, анын шакектеринин жана айлардын ар кандай касиеттерин сүрөттөөгө жана өлчөөгө арналган үч өзүнчө аспап бар. Уран жана Нептун атмосферасынын астындагы чоң суюк океандарга ээ болушу керек жана орбита аны билип алышы керек. Атмосфералык зонд булут түзүүчү молекулаларды, жылуулуктун таралышын жана шамалдын ылдамдыгынын тереңдик менен кандайча өзгөргөнүн өлчөйт.

ESA тарабынан NASA менен биргелешкен ишкана катары сунушталган ODINUS миссиясы Нептунду жана Уранды эки орбита менен изилдейт. (ODINUS TEAM - MART / ODINUS.IAPS.INAF.IT)

ESAнын Космостук Vision программасы сунуш кылган, Нептун жана Уран Системаларынын (ODINUS) миссиясынын келип чыгышы, динамикасы жана ички дүйнөсү (ODINUS) бул концепцияны эки эгиз орбиталга чейин кеңейтүү менен, бирин Нептунга, экинчисин Уранга жиберет. 2034-жылы ишке киргизилген терезе, анда Жер, Юпитер, Уран жана Нептун бардыгы бирдей жайгашып, экөөнү тең бир эле учурда коё алат.

Flyby миссиялары биринчи жолугушуулар үчүн сонун, анткени сиз дүйнөнү жакындан көрүп, ушунчалык көп нерсени билип алсаңыз болот. Алар ошондой эле мыкты, анткени алар бир нече максаттарга жете алышат, ал эми орбиталар кандай гана дүйнө болбосун, орбитаны тандап алышат. Акыры, орбиталар күйүп, жайлап, туруктуу орбитага кирүү үчүн бортуна отун алып келип, миссияны бир топ кымбатка алышат. Бирок планетанын айланасында узак мөөнөткө калуудан алган илим, мен муну менен гана чектелбейт.

Дүйнөнү орбитага койгондо, сиз аны ар тараптан, ошондой эле шакектерин, ай жаңырыктарын жана убакыттын өтүшү менен кандай иш-аракеттерди көрө аласыз. Мисалы, Кассини аркасында биз басып алынган астероид Фибинин астынан чыккан жаңы шакек бар экендигин жана анын табышмактуу Ай Ипетинин жарымын караңгылатуудагы ролун билдик. (НАСА / КАССИНИ сүрөттөрүнөн алынган SMITHSONIAN AIR & SPACE)

Ушул сыяктуу миссиянын учурдагы чектөөлөрү техникалык жетишкендиктерден келип чыккан эмес; бүгүнкү күндө жасай турган технология бар. Кыйынчылыктар:

  • Саясий: НАСАнын бюджети чектелүү болгондуктан, анын ресурстары бүтүндөй коомчулукка кызмат кылышы керек,
  • Физикалык: НАСАнын жаңы оор жүк ташуучу унаасы менен, SLSтин бошотулган варианты менен гана, биз күн системасына чектелген көлөмдөгү массаны жөнөтө алабыз жана
  • Практикалык: Күндөн укмуштуудай алыстыкта ​​күн батареялары иштебейт. Бул алыскы космостук аппаратты кубаттоо үчүн бизге радиоактивдүү булактар ​​керек, андыктан аны аткарууга жетишсиз болуп калышы мүмкүн.

Акыркы нерсе, дагы башка нерселердин бардыгы шайкеш келсе дагы, сатуучу болушу мүмкүн.

Плутоний-238 оксидинин гранулу өз ысыкынан жаркырап турат. Ядролук реакциялардын кошумча өнүмү катары өндүрүлгөн Pu-238 - бул Mars Curiosity Roverтен тартып алыскы Вояжер космостук космос кораблине чейин терең космостук унааларды кубаттоо үчүн колдонулган радионуклид. (АКШнын ЭНЕРГИЯ БӨЛҮМҮ)

Плутониум-238 - бул ядролук материалдарды кайра иштетүүдө түзүлгөн изотоп, андыктан анын көпчүлүк дүкөндөрү биз өзөктүк куралды жигердүү жаратып жана топтогон учурдан келип чыккан. Аны радиоизотоптук термоэлектрдик генератор (RTG) катары колдонуу Ай, Марс, Юпитер, Сатурн, Плутон жана Пионер жана Вояжер космостук аппараттарын кошо алганда, терең космостук зондорду өлтүргөн.

Бирок биз аны 1988-жылы өндүрүүнү токтотуп койдук жана аны Россиядан сатып алуу мүмкүнчүлүктөрү азайып кетти, анткени алар аны өндүрүүнү да токтотушту. Жаңы Пу-238ди Эмен Ридзи Улуттук Лабораториясында 2015-жылдын аягында болжол менен 2 унция өндүрүп чыгуу аракеттери башталды. Бул жерде улантылып жаткан өнүгүү, ошондой эле Онтарио ГЭСинин курулушу 2030-жылдарга чейин миссияны башкарууга жетиштүү болду .

Вояжер-2деги кең бурчтуу камеранын тунук чыпкасы аркылуу Нептундун жогорку шакектүү тутумун эң жогорку сезимталдык менен көрсөткөн 591-экиден ашуун экспозиция. Уран менен Нептундун окшоштуктары көп, бирок берилген миссия буга чейин болуп көрбөгөндөй айырмачылыктарды да таба алган. (NASA / JPL)

Планетаны көргөндө канчалык ылдамыраак кыймылдасаңыз, жайыраак айланып, орбитага түшүү үчүн, космостук кемеге көбүрөөк күйүүчү май керек. Плутонго миссия үчүн эч кандай мүмкүнчүлүк болгон эмес; Жаңы горизонттор өтө эле кичинекей жана ылдамдыгы өтө эле чоң болгон, плутондун орбиталык кыстарууну жасоо үчүн массасы өтө эле аз. Нептун жана Уран үчүн, айрыкча, эгер Юпитерден жана Сатурндан тартылуу күчүн туура тандап алсак, бул мүмкүн болмок. Эгерде биз жөн гана Уранга барууну кааласак, биз 2020-жылдары каалаган жылы ишке кирише алабыз. Бирок, эгер биз экөөнү тең аткарууну кааласак, анда 2034 жыл керек! Нептун менен Уран массасы, температурасы жана алыстыгы жагынан бизге окшош болушу мүмкүн, бирок чындап эле Жер Венерадан айырмаланып турушу мүмкүн. Муну билүүнүн бир гана жолу бар. Бир аз ийгилик жана бир топ инвестиция жана оор жумуш менен биз өмүр бою билип алышыбыз мүмкүн.

Сураныч, Ethan суроолоруңузду gmail dot com дарегиндеги startwithabangга жөнөтүңүз!

(Эскертүү: Патреондун жактоочусу Эрик Женсенден сураганыңыз үчүн рахмат!)

Учурда Форбстен башталат жана Patreon жактоочуларынын аркасында Ортоңузда кайрадан жарыяланат. Этан "Галактикадан тышкары" жана "Трекология" аттуу эки китептин автору: Триколордон баштап Warp Driveга чейинки "Стар трек" илими.