Voyager 2 бо ҳарду Уран (R) ва Нептун (L) парвоз карда, хосиятҳо, рангҳо, атмосфера ва системаи ҳалқаи ҳарду ҷаҳонро ошкор кард. Ҳардуи онҳо ҳалқаҳо доранд, моҳҳои ҷолиб ва зуҳуроти атмосфера ва заминӣ, ки мо интизори таҳқиқи онҳо ҳастем. (НАСА / ВОЯГЕР 2)

Аз Этан пурсед: Оё мо ба Миссия мисли Кассини ба Уранус ё Нептун фиристем?

Киштии кайҳонии Кассини NASA ба мо беш аз ҳар чизе ки мо дар бораи Сатурн тасаввур мекардем, таълим медод. Оё мо метавонем барои Уран ва Нептун ягон чизи ба ин монандро иҷро кунем?

Аз он ҷое ки мо дар системаи офтобӣ ҳастем ва ба мушоҳидаҳои пурқудрати заминӣ ва кайҳонӣ ба Олами дур назар афканем, донишҳо ва донишҳоеро фароҳам оварданд, ки бисёре аз мо фикр накардаем, ки ноил мешавем. Аммо то ҳол ҷои ивазшавандае нест, ки воқеан ба макони дур сафар кунад, зеро миссияҳои бахшидашуда ба бисёр сайёраҳо ба мо таълим додаанд. Бо вуҷуди ҳамаи захираҳое, ки мо ба илми сайёра сарф кардем, мо танҳо як бор ба Уран ва Нептун: Voyager 2, ки танҳо онҳо парвоз мекарданд, фиристодаем. Дурнамои мо барои рисолати ҳакамӣ барои ҷаҳониён дар чист? Ин аст он чизе ки пуштибони Patreon мо Эрик Йенсен мехоҳад бидонад, чуноне ки ӯ мепурсад:

Равзанае пайдо мешавад, ки киштии кайҳонӣ метавонад бо истифодаи Юпитер барои гравитационӣ ба Уран ё Нептун фиристода шавад. Истифодаи ин монеаҳо кадомҳоянд, аммо қобилияти сусти ворид шудан ба мадори атрофи “бузургҷуссаҳо” вуҷуд дорад?

Биёед бифаҳмем.

Дар ҳоле ки санҷиши визуалӣ фарқи калон байни ҷаҳони андозаи замин ва Нептунро нишон медиҳад, воқеият дар он аст, ки шумо танҳо аз Замин тақрибан 25% калонтар буда метавонед ва ҳоло ҳам санглох ҳастед. Чизе калонтар ва шумо бузургҷуссаи газ ҳастед. Ҳангоме ки Зевс ва Сатурн лифофаҳои бузурги газ доранд, ки тақрибан 85% он сайёраҳоро ташкил медиҳанд, Нептун ва Уран хеле фарқ мекунанд ва онҳо бояд дар зери уқёнусҳои уқёнусҳои моеъ дошта бошанд. (ИНСТИТУТИ ЛУНАН ВА НАҚЛИЁТ)

Системаи офтобӣ мураккаб аст - аммо хушбахтона, доимӣ. Роҳи беҳтарини ба системаи офтобии берунӣ офтобӣ, яъне сайёрае, ки берун аз Зевс аст, истифода бурдани худи Юпитер мебошад, ки ба шумо барои ба он ҷо расидан кӯмак мекунад. Дар физика, вақте ки шумо ягон объекти хурде (ба монанди киштии кайҳонӣ) парвоз мекунед, ки бо вазни калон ва доимӣ (ба мисли ситора ё сайёра) қувваи ҷозиба суръати худро хеле тағир дода метавонад, аммо суръати он бояд ҳамон тавр боқӣ монад.

Аммо, агар объекти сеюме бошад, ки аз ҷиҳати вазнинӣ муҳим аст, ин ҳикоя каме тағир меёбад ва ба тавре ки барои расидан ба Системаи берунии Офтоб муҳим аст. Киштии кайҳонӣ, ки гӯё сайёрае ба Офтоб вобаста аст, метавонад тавассути дуздидан ё аз даст додани системаи сайёра / офтоб суръати худро ба даст орад ё гум кунад. Дар сайёраи азим парвое нест, аммо киштии кайҳонӣ метавонад вобаста ба траекторияаш суръат гирад (ё оҳисташаванда).

Таркиши фалаки ҷобаҷо, тавре ки дар ин ҷо нишон дода шудааст, чӣ гуна як киштии кайҳонӣ метавонад тавассути кӯмаки ҷозиба суръати худро афзоиш диҳад. (Истифодабарандаи Викимедия Займусу)

Ин намуди машқ ҳамчун ёрии ёрирасон ба шумор меравад ва барои ба даст овардани Вояжер 1 ва Вояжер 2 дар роҳи офтоб аз системаи офтобӣ муҳимтар буд ва ба наздикӣ дар гирифтани уфуқҳои нав аз ҷониби Плутон. Гарчанде ки Уран ва Нептун давраҳои ҷолибу дарозмуддати орбитаи 84 ва 165-ро доранд, мутаносибан, равзанаи миссия барои пайдо кардани онҳо ҳар 12 сол ё зиёдтар давр мезанад: ҳар дафъа Юпитер орбитаро анҷом медиҳад.

Киштии кайҳонӣ, ки аз Замин сар дода шудааст, одатан ҳангоми сайёраи дарунӣ якчанд маротиба ҳангоми омодагӣ ба кӯмаки вазнин аз Юпитер парвоз мекунад. Киштии кайҳонӣ, ки ба воситаи сайёра парвоз мекунад, бо зарбулмасали зархарид ба даст оварда мешавад - зарбаи фишори гравитационӣ калимаи кӯмак барои ҷозибаест, ки онро ба суръат ва қувваи зиёдтар меорад. Агар мо мехостем, мутобиқкунӣ дуруст аст, ки мо имрӯз Нептунро рисолат оғоз карда метавонем. Уран, наздиктар шудан, ҳатто дастрас шудан осонтар аст.

Роҳи парвози NASA барои санҷиши Messenger, ки пас аз кӯмакҳои вазнин дар мадори атрофи орбитаи муваффақ ва мӯътадил дар атрофи Меркурий ба амал омад. Ҳикоя ба он монанд аст, ки агар шумо мехоҳед ба системаи берунии офтобӣ бароед, ба истиснои он ки шумо ба суръати гелиоцентрикии худ на ба ихтисор кардани он вазнинӣ истифода кунед. (NASA / JHUAPL)

Даҳ сол пеш миссияи Argo пешниҳод карда шуда буд: он бо парвозҳои Зютер, Сатурн, Нептун ва Куйпер бо тирезаи роҳандозӣ аз соли 2015 то 2019 давом мекунад. Аммо миссияҳои парвоз ба осонӣ ҳастанд, зеро шумо надоред барои суст кардани фазой кайхон. Гузоштани он ба мадор дар саросари ҷаҳон душвортар аст, аммо ин ҳам баракатҳои зиёд аст.

Ба ҷои як ағбаи як, як орбита метавонад ба шумо фарогирии тамоми оламро бо гузашти тӯлонӣ тӯл кашад. Шумо метавонед тағиротро дар фазои олам бинед ва онро бо дарозии гуногунии мавҷҳои мавҷуда, ки ба чашм намоён нестанд, пайваста таҳқиқ кунед. Шумо метавонед моҳҳои нав, ҳалқаҳо ва зуҳуроти навро, ки ҳеҷ гоҳ интизор набудед, пайдо кунед. Шумо ҳатто метавонед як сайёра ё санҷишро ба сайёра ё яке аз моҳҳои он фиристед. Ҳамаи ин ва бештар он чизҳо дар атрофи Сатурн бо миссияи ба қарибӣ ба итмомрасидаи Кассини рух доданд.

A 2012 (L) ва 2016 (R) тасвири қутби шимолии Сатурн, ки ҳарду бо камераи кунҷии Cassini гирифта шудаанд. Тафовути ранг ба тағирёбии таркиби химиявии атмосфераи Сатурн вобаста аст, ки тавассути тағиротҳои мустақими фотохимиявӣ ба амал омадаанд. (Институти NASA / JPL-CALTECH / ҒИЗО ИЛТИМОС)

Кассини на танҳо дар бораи хусусиятҳои физикӣ ва атмосфераи Сатурн омӯхтааст, ҳарчанд ин ба таври аҷоиб буд. Ин на танҳо тасвирҳоро ва дар бораи ҳалқаҳо омӯхт, ҳарчанд ин ҳам инро кард. Аз ҳама ҷолибтараш ин аст, ки мо тағирот ва рӯйдодҳои муваққатиро мушоҳида кардем, ки ҳеҷ гоҳ инро пешгӯи накарда будем. Сатурн тағйироти мавсимиро намоиш дод, ки ба тағйироти кимиёвӣ ва рангӣ дар қутби худ мувофиқ буданд. Дар Сатурн тундбоди азиме ба амал омад, ки сайёраро иҳота карда, моҳҳои дароз давом мекард. Ҳалқаҳои Сатурн сохторҳои амудии амудӣ доштанд ва бо гузашти вақт тағир меёфтанд; онҳо динамикӣ ҳастанд ва статикӣ нестанд ва ба мо лаборатория пешкаш мекунанд, ки дар бораи ташаккули сайёра ва моҳ ба мо маълумот медиҳад. Ва бо додаҳои он, мо мушкилоти кӯҳнаро ҳал кардем ва дар байни моҳҳои худ Ипетус, Титан ва Энчеладус асрори нав кашф кардем.

Дар тӯли 8 моҳ тӯфони шадид дар Системаи офтобӣ сар зада, тамоми ҷаҳони азимро фаро гирифтааст ва қодир аст, ки 10 - 12 заминро дарбар гирад. (Институти NASA / JPL-CALTECH / ҒИЗО ИЛТИМОС)

Шубҳае нест, ки мо мехоҳем ин корро барои Уран ва Нептун дошта бошем. Бисёре аз миссияҳои мадори атрофи Уран ва Нептун пешниҳод карда шуданд ва онро дар раванди пешниҳоди миссия хеле дур карданд, аммо ҳеҷ кадоме барои сохтани он ё парвоз кардани онҳо нақша надоштааст. NASA, ESA, JPL ва Британияи Кабир ҳама орбитаҳои уранро пешниҳод карданд, ки ҳоло ҳам дар амал ҳастанд, аммо касе намедонад, ки оянда чӣ хоҳад дошт.

То имрӯз мо ин оламҳоро аз дур омӯхтем. Аммо аз солҳои минбаъда умеди калон барои рисолати оянда вуҷуд дорад, вақте ки тирезаҳои ифтитоҳӣ барои расидан ба ҳарду ҷаҳон ҳамоҳанг мешаванд. Дар соли 2034 миссияи консептуалии ODINUS якбора ба ду Уран ва Нептун ҳам орбитаҳо мефиристад. Худи миссия як корхонаи чашмрас ва муштараки байни NASA ва ESA хоҳад буд.

Ду ҳалқаҳои ниҳоии (берунии) Уранро, ки онро Хаббл кашф кардааст. Мо дар ҳалқаҳои дарунии Уран аз тариқи парвози Voyager 2 бозёфтҳои хеле зиёдро ёфтем, аммо як орбита метавонад ба мо ҳатто бештар нишон диҳад. (NASA, ESA, ва M. SHOWALTER (ИНСТИТУТИ СЕТИ))

Яке аз супоришҳои асосӣ, ки ба пешвози даҳсолаи унсури сайёҳии NASA пешниҳод шудааст, ин санҷиш ва орбитаи Уран буд. Ин рисолат дар қатори Mars 2020 ва орбитаи Europa Clipper ҷои аввалро ишғол кард. Санҷиш ва орбитаи Уран дар давоми соли 2020 метавонад тирезаи 21 рӯзро дар ҳар сол оғоз кунад: вақте ки Замин, Юпитер ва Уран ба мавқеи оптималӣ расида буданд. Орбита дар он се асбоби алоҳида дорад, ки барои тасвир ва чен кардани хосиятҳои гуногуни Уран, ҳалқаҳо ва моҳҳои он пешбинӣ шудаанд. Уран ва Нептун бояд уқёнусҳои бузурги моеъро дар зери атмосфераи худ дошта бошанд ва орбитаҳо бояд онро ба таври муайян кашф кунанд. Санҷиш дар атмосфера молекулаҳои ташкилкунандаи абр, тақсимоти гармӣ ва суръати шамолро бо чуқурӣ чӣ тавр тағир медиҳад.

Миссияи ODINUS, ки аз ҷониби ESA ҳамчун як корхонаи муштарак бо NASA пешниҳод шудааст, ҳам Нептун ва ҳам Уранро бо як қатор дугонҳо орбитаҳо меомӯзад. (Дастаи ODINUS - MART / ODINUS.IAPS.INAF.IT)

Барномае, ки аз ҷониби ESA Cosmic Vision пешниҳод шудааст, миссияҳои пайдоиш, динамика ва корҳои дохилии Нептунӣ ва Уранӣ (ODINUS) боз ҳам дуртаранд: васеъ кардани ин консепсия ба ду орбитаи дугоник, ки якеашро ба Нептун ва дигаре ба Уранус мефиристад. Равзанаи ифтитоҳӣ дар соли 2034, ки дар он Замин, Юпитер, Уран ва Нептун ҳамоҳанг сохта шудаанд, метавонист ҳарду онҳоро ҳамзамон фиристад.

Миссияҳои Flyby барои вохӯриҳои аввал олӣ ҳастанд, зеро шумо метавонед дар бораи олам бисёр чизҳоро пас аз дидани он биомӯзед. Онҳо инчунин хубанд, зеро онҳо метавонанд ба ҳадафҳои гуногун бирасанд, дар ҳоле ки орбитаҳо дар ҳар ҷаҳоне, ки онҳо ба мадори худ интихоб мекунанд, меистанд. Дар ниҳоят, орбитаторҳо бояд ба ҳавопаймоҳо сӯзишворӣ ворид кунанд, то сӯзониданд ва ба мадори устувор ворид шаванд ва ин рисолатро хеле гарон мекунад. Аммо илме, ки шумо аз дарозмуддат нигоҳ доштани сайёра ба даст меоред, ман баҳс хоҳам кард, на танҳо барои зиёд кардани он.

Вақте ки шумо ҷаҳонро ором мекунед, шумо метавонед онро аз ҳама ҷонибҳо, инчунин ҳалқаҳо, моҳҳои он ва чӣ гуна онҳо бо мурури замон мебинед. Масалан, ба туфайли Кассини мо мавҷудияти як ҳалқаи навро пайдо кардем, ки аз астероид Фибии забтшуда ва нақши он дар торик кардани танҳо як нисфи моҳҳои пурасрор Иапетс пайдо шудааст. (Ҳавопаймоҳои кайҳонӣ ва кайҳонӣ, ки аз НАСА / КАССИНИ НАСА оварда шудаанд)

Маҳдудиятҳои ҷории чунин рисолат аз комёбиҳои техникӣ бармеоянд; технология барои имрӯз вуҷуд дорад. Мушкилот:

  • Сиёсӣ: зеро буҷаи NASA маҳдуд ва маҳдуд аст ва захираҳои он бояд ба тамоми ҷомеа хидмат кунанд,
  • Физикӣ: азбаски ҳатто бо мошини нави боркаши вазнин NASA, версияи номатлуби SLS, мо метавонем танҳо миқдори ками массаро ба системаи офтобии берунӣ фиристем ва
  • Амалӣ: зеро дар ин масофаи бениҳоят калон аз офтоб, панелҳои офтобӣ кор нахоҳанд кард. Барои сохтани киштии кайҳонии дур ба мо сарчашмаҳои радиоактив лозиманд, ва мо шояд барои иҷрои ин кор кофӣ надорем.

Ин охирин, ҳатто агар ҳама чизи мувофиқ бошад ҳам, метавонад дилер бошад.

Як пеллети оксиди Plutonium-238 аз гармии худ дурахшон мешавад. Инчунин ҳамчун маҳсулоти иловагии реаксияҳои атомӣ истеҳсол карда шудааст, Pu-238 ин радионуклидест, ки барои интиқоли мошинҳои кайҳонии кайҳонӣ, аз Mars Curiosity Rover то киштии кайҳонии Voyager истифода мешавад. (Шӯъбаи ИМА ЭНЕРГИЯ)

Плутоний-238 ин изотопест, ки дар коркарди маводи ядроӣ сохта шудааст ва бештари мағозаҳои мо аз замоне мебошанд, ки мо фаъолона яроқи ядроӣ эҷод ва ҷамъ мекардем. Истифодаи он ба сифати радиоизотопияи гармидиҳандаи электрикӣ (RTG) барои парвозҳо дар Моҳ, Марс, Юпитер, Сатурн, Плутон ва куштори озмоишҳои амиқи фазо, аз ҷумла кайҳоннавардони Пионер ва Вояжер хеле ҷолиб буд.

Аммо мо соли 1988 истеҳсоли онро бас кардем ва имконоти хариди он аз Русия кам шуд, зеро онҳо низ истеҳсоли онро қатъ карданд. Кӯшиши ба наздикӣ сохтани лабораторияи миллии Oak Ridge нави Pu-238 оғоз ёфт, ки то охири соли 2015 тақрибан 2 унсияро ташкил медиҳад. Рушди давомдор дар он ҷо ва инчунин аз ҷониби Нерӯҳои барқии Онтарио, метавонад то соли 2030 нерӯи кофиро эҷод кунад. .

Дӯхтани ду экспонати 591-сола, ки тавассути филтри равшани камераи кунҷи васеъ аз Voyager 2 ба даст оварда шудаанд, системаи пурраи ҳалқаи Нептунро бо ҳассосияти баланд нишон медиҳад. Уран ва Нептун ҳамҷинсҳои зиёд доранд, аммо рисолати бахшидашуда метавонист фарқиятҳои бесобидаро низ ошкор кунад. (NASA / JPL)

Вақте ки шумо бо сайёра дучор мешавед, ҳамон қадар тезтар ҳаракат мекунед, ҳамон қадар сӯзишвории зиёд бояд ба киштии кайҳонии худ ворид шавед, то суст шавад ва худро ба мадор дарояд. Барои миссия дар Плуто ягон имконият набуд; Уфуқҳои нав хеле хурд буданд ва суръати он хеле бузург буд ва плюс Плутон барои санҷидан ва ворид кардани орбита хеле кам аст. Аммо барои Нептун ва Уран, хусусан агар мо кӯмакҳои вазнинро аз Юпитер ва эҳтимолан Сатурн интихоб кунем, ин имконпазир аст. Агар мо хоҳем, ки танҳо ба Уран равем, мо метавонем ҳар солро дар тӯли солҳои 2020 оғоз кунем. Аммо агар мо хоҳем, ки барои ҳардуи онҳо, ки мекунем, 2034 соли равон аст! Нептун ва Уран аз нигоҳи вазн, ҳарорат ва масофа ба мо шабеҳанд, аммо онҳо дар ҳақиқат метавонанд аз Замин аз Венера фарқ кунанд. Танҳо як роҳе барои ёфтан вуҷуд дорад. Бо андаке аз бахт ва сармоягузории зиёд ва меҳнати вазнин мо метавонем дар давоми умри худ фаҳмем.

Ба саволҳои Ethan Ethan худро ба startwithabang дар gmail dot com фиристед!

(Эзоҳ: Ташаккур ба ҷонибдори Патреон Эрик Йенсен барои пурсидан!)

Аз Bang оғоз меёбад, ҳоло дар Форбс аст ва дар Миёна ба туфайли дастгирии ҷонибдорони Patreon мо. Этан ду китоб навиштааст, Ғайр аз Галактика ва Трекнология: Илм аз Трейд аз Триковер то Warp Drive.