Ein wichtiges Komitee von Wissenschaftlern hat empfohlen, dass eine Flaggschiff-Mission zum Uranus die größte planetare Wissenschaftsmission der NASA für das nächste Jahrzehnt sein sollte.
Uranus ist eine größtenteils unerforschte Welt; Der einzige Besuch der NASA auf dem siebten Planeten war Reisender 2‘s kurzer Vorbeiflug am 24. Januar 1986, bei dem Wissenschaftler die Ringe des Planeten und einige zusätzliche Monde entdeckten.
Die neue Empfehlung stammt aus einem Prozess namens dekadische Umfrage, der von der National Academy of Sciences geleitet wird und der NASA eine Anleitung zur Priorisierung wissenschaftlicher Ziele bietet. Das Komitee neuer Bericht, veröffentlicht am Dienstag (19. April), hob ein Missionskonzept namens Uranus Orbiter and Probe (UOP) für eine mehrjährige Orbitaltour hervor, während der es eine atmosphärische Sonde abwerfen sollte. Das Komitee nannte Uranus „einen der faszinierendsten Körper im Sonnensystem“ und zielte auf Startmöglichkeiten in den frühen 2030er Jahren für eine 12- bis 13-jährige Kreuzfahrt ab, um mit den Beobachtungen zu beginnen.
“Als ich diese Empfehlung zum ersten Mal las, befürchtete ich, ich könnte träumen!” Leigh Fletcher, ein Planetenwissenschaftler an der University of Leicester in Großbritannien, der an dem dekadischen Umfrageprozess teilgenommen hat, sagte Space.com. “Diese zehnjährige Priorisierung der Umfrage ist ein wunderbarer Sprung nach vorne für die Gemeinschaft des äußeren Sonnensystems.”
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Eine neue Flaggschiff-Mission
Im Moment ist der Uranus Orbiter and Probe keine spezifische Mission, sondern ein Konzept. In der letzten zehnjährigen Umfrage, die 2011 veröffentlicht wurde, wurde die Idee als dritte Priorität für eine Flaggschiff-Mission genannt, nach Ideen, die in die gereift sind Ausdauer-Rover jetzt bei der Arbeit auf dem Mars und dem Europa Clipper Mission soll 2024 starten.
Andere Berichte haben auch die Notwendigkeit eines voll ausgestatteten Uranus-Orbiters betont, komplett mit einer atmosphärischen Sonde, um unter die Wolken des Planeten zu tauchen. Der vorjahrzehnte Studienbericht über Ice Giants enthielt eine Vielzahl von Optionen für Uranus- und Neptun-Raumschiffe, während ein Whitepaper genannt wurde Erkundung der Eisriesensysteme ebenfalls dem dekadischen Vermessungsausschuss vorgelegt, diskutiert die Notwendigkeit einer Kombination aus Orbiter und Sonde in einer Mission der Flaggschiff-Klasse.
Daher ist es vielleicht keine Überraschung, dass Uranus jetzt ganz oben auf der Agenda steht.
Die Hauptautorin des letztgenannten Eisriesen-Berichts ist Chloe Beddingfield, eine Planetenwissenschaftlerin und Astronomin am Ames Research Center der NASA in Kalifornien, die der Meinung ist, dass am Uranus eine überzeugende breite Planeten- und sogar Exoplanetenforschung zu betreiben ist. „Eine Flaggschiff-Mission zum Uranian-System wird eine unglaubliche Gelegenheit bieten, zu erforschen, wie sich Eisriesensysteme, die in der Galaxie weit verbreitet sind, gebildet und entwickelt haben“, sagte sie gegenüber Space.com. Diese Überschneidung mit der Exoplanetenwissenschaft könnte der Sache von Uranus geholfen haben.
Die Mission Uranus Orbiter and Probe wird ersten Schätzungen zufolge rund 4,2 Milliarden US-Dollar kosten. Einige Wissenschaftler dachten das ein günstigeres Konzept Kosten von weniger als 900 Millionen US-Dollar wären die einzige Möglichkeit, eine Uranus-Mission auf den Weg zu bringen. (Die NASA nennt Missionen dieses Budgets “New Frontiers”-Missionen; Beispiele sind die Juno Mission zum Jupiter und den OSIRIS-REx Mission, eine Asteroidenprobe zu holen.)
„Eine Mission auf New-Frontiers-Niveau könnte nur an der Oberfläche kratzen und nicht in der Lage sein, das gesamte Eisriesensystem in all seiner reichen Vielfalt zu erkunden“, sagte Fletcher.
„Um Uranus vollständig zu erforschen, müssen wir im Orbit sein, das Innere, die Atmosphäre und die Magnetosphäre erkunden und die unzähligen eisigen Monde und Ringe bereisen“, fügte er hinzu. “Wenn es sich lohnt, es zu tun, dann lohnt es sich, es richtig zu tun!”
Rechtzeitig ankommen
Wie lange es dauern wird, Uranus zu erreichen, hängt davon ab, wann ein Raumschiff startet. Ein Schwerkraft-Assistent von Jupiter ist für ein größeres Raumfahrzeug erforderlich, um eine übermäßig lange Reise zu vermeiden. Die Position des Riesenplaneten bedeutet, dass eine Uranus-Mission vorzugsweise 2031 oder 2032 starten würde, um 2044 oder 2045 bei Uranus anzukommen. Sie könnte abfliegen Erde erst 2038, aber das würde eine 15-jährige Reise bedeuten.
Es gibt jedoch einen guten wissenschaftlichen Grund, Uranus bis 2045 zu erreichen. Ein Jahr auf Uranus dauert 84 Erdenjahre, und Voyager 2 flog im Sommer der südlichen Hemisphäre vorbei. Wenn Wissenschaftler also den größtmöglichen Kontrast zu den Ansichten dieser Mission wollen, muss das neue Raumschiff dies tun ankommen, bevor der südliche Frühling 2049 beginnt.
Dieses Timing würde der Sonde auch völlig neue Ansichten der südlichen Hemisphären der Uranus-Monde geben, faszinierende Welten für sich.
Uranus hat 27 Monde, aber Wissenschaftler glauben, dass seine fünf größten Monde – Miranda, Ariel, Umbriel, Titania und Oberon – Ozeanwelten sein könnten, die möglicherweise Leben beherbergen könnten. “Die Untersuchung dieser Monde würde unser Wissen darüber erweitern, wo in unserem Sonnensystem potenziell bewohnbare Körper existieren”, sagte Beddingfield. Diese Monde sind nicht mit Kratern bedeckt, was darauf hindeutet, dass sie möglicherweise aufgrund von Eisvulkanen geologisch aktiv sind und sich ihre Oberflächen ändern.
„Die großen Monde von Uranus sind wirklich seltsam“, sagte Richard Cartwright, ein Planetenwissenschaftler und Astronom am Ames Research Center der NASA und Hauptautor von a Papier einen Uranus Orbiter vorschlagen, sagte Space.com. Er bemerkte, dass der kurze Vorbeiflug von Voyager 2 Schnappschüsse der Mondoberflächen aufgenommen habe, die Hinweise auf geologische Aktivitäten insbesondere auf Miranda und Ariel zeigten.
“Allerdings waren die nördlichen Hemisphären der Uran-Monde zum Zeitpunkt des Vorbeiflugs von winterlicher Dunkelheit verhüllt und weitgehend unbebildert, was viele unbeantwortete Fragen über den Ursprung und die Entwicklung dieser eisigen Körper hinterließ”, sagte er. Vorerst hat Cartwright die Verwendung des kürzlich eingeführten Programms arrangiert James-Webb-Weltraumteleskop nach Chemikalien zu suchen, die möglicherweise aus den inneren Ozeanen dieser Welten ausgetreten sind, aber das ist kein Vergleich zu einem Besuch aus der Nähe.
Die Suche nach einem Namen
Das Komitee empfahl, dass die Arbeit an einem echten Missionsdesign bis 2024 beginnen sollte, sofern die Budgets dies zulassen, aber jede Uranus-Mission wird einen ikonischen Namen brauchen.
“Ein guter möglicher Name für den Orbiter ist ‘Caelus’, das römische Gegenstück zum griechischen Gott Uranus”, schlug Beddingfield vor. „Das wäre passend, weil Uranus der einzige Planet in unserem Sonnensystem ist, der nach einer Figur aus der griechischen statt der römischen Mythologie benannt ist.“
Aber es gibt wahrscheinlich zwei Hardwareteile: einen umlaufenden Satelliten und eine atmosphärische Sonde. Zum Vergleich nannte die NASA es Kassini Orbiter, der Saturn von 1997 bis 2017 untersuchte, nach dem Entdecker der Saturnmonde. Die in Europa gebaute Sonde der Mission, die zur Oberfläche des seltsamen Mondes Titan hinabstieg, wurde benannt Huygens nach dem Astronomen, der bestätigte Saturn hat Ringe.
Eine weitere Option könnte “Shakespeare” für den Uranus-Orbiter und “Pope” für die Atmosphärensonde sein. Schließlich sind die Monde des Uranus nach Figuren aus den Werken von William Shakespeare und dem britischen Dichter Alexander Pope benannt. Zum Beispiel sind Ariel und Miranda in Shakespeares „Der Sturm“ zu sehen, während Titania und Oberon aus seinem „Sommernachtstraum“ stammen.
„Ich denke, Shakespeare ist eine großartige Option für den Namen der Mission“, sagte Cartwright. “Ein inspirierender Name und bekannt!”
Aber obwohl Uranus-Wissenschaftler die neue Empfehlung feiern, ist eine Uranus-Mission noch keine Realität. „Es gibt noch viele Hürden – politisch, finanziell, technisch – also machen wir uns keine Illusionen“, sagte Fletcher. „Wir haben ungefähr ein Jahrzehnt, um von einer Papiermission zur Hardware in einer Startverkleidung zu gelangen. Wir dürfen keine Zeit verlieren.“
Jamie Carter ist der Autor von “Ein Stargazing-Programm für Anfänger“ (Springer, 2015) und er redigiert WhenIsTheNextEclipse.com. Folgen Sie ihm auf Twitter @jamiecarter. Folge uns auf Twitter @Spacedotcom oder an Facebook.