Expedíció az Uránusz vad, jeges világába: jövőre jóváhagyhatják a legtitokzatosabb űrutazást

A minap a NASA közzétette egy csodás felvételt, amelyet a James Webb-űrteleszkóp az Uránuszról és holdjairól készített. Ez azonban nem feledteti, hogy már több mint 35 éve nem járt ember alkotta eszköz az Uránusz közelében. Naprendszerünknek ez a régiója szinte teljesen feltáratlan. Bár a Voyager 2 elrepült a bolygó mellett 1986-ban, azóta a tudósok csak a távcsöves megfigyelések és az elméleti munkák révén tudtak meg róla néhány dolgot. A bolygó továbbra is rejtély maradt – írja Mike Sori, a Purdue Egyetem bolygókutatója a The Conversation magazinban.

A két nagy bolygócsoport

A Naprendszert könnyű két nagy csoportra osztani: van egy belső zóna a négy kőzetbolygóval (Merkúr, Vénusz, Föld, Mars) és egy külső zónára a négy óriásbolygóval (Jupiter, Szaturnusz, Neptunusz, Uránusz). De a külső négyesből az Uránusz és a Neptunusz jelentősen különbözik a többitől. Mindkét jégóriás nagyrészt olyan vegyületekből áll, mint a víz, a jég, az ammónia és a metán, és rendkívül hidegek: az átlaghőmérséklet arrafelé mínusz 212 Celsius-fok körül van.

Az exobolygók felfedezései révén a csillagászok megtudták, hogy a jégóriások gyakoriak az egész galaxisban. Ezek megkérdőjelezik a bolygók kialakulásáról és fejlődéséről alkotott elképzeléseinket. A hozzánk viszonylag közeli Uránusz lehet a kulcs a megismerésükhöz.

Egy új küldetés

Az űrkutatási közösségben sokan szorgalmazzák, hogy a NASA indítson robotűrszondát az Uránusz felfedezésére. A bolygókutatók körében végzett 2023-as felméréséből kiderült, hogy egy ilyen utazásnak adják a legmagasabb prioritást a NASA új zászlóshajó-missziójának kijelölésekor. Ezúttal az űrszonda nem egyszerűen elrepülne az Uránusz mellett, ahogy a Voyager 2 tette. Ehelyett a szonda éveket töltene a bolygó, 27 holdja és 13 gyűrűje körül keringve, közben tanulmányozva a rendszert.

Küldhetnénk űrszondát a 8. bolygóhoz, a Neptunuszhoz is, de ez a pálya felépítésének kérdése. A két bolygó következő két évtizedben várható helyzete miatt egy, a Földről induló űrszonda könnyebben eléri az Uránuszt, mint a Neptunuszt. A megfelelő időben indított űrszonda körülbelül 12 év alatt érne az Uránuszra.

Miért gömbölyűek a nagy dolgok az űrben, és miért nem azok a kicsik?

Az alapvető kérdések a következők, amelyekre az Uránusz-űrhajó segítene választ adni. Pontosan miből áll az Uránusz? Miért van az Uránusz az oldalára dőlve, miközben a pólusai nyáron szinte közvetlenül a Nap felé mutatnak, eltérően a Naprendszer többi bolygójától? Mi okozza az Uránusz furcsa mágneses mezejét, amely a földitől eltérő alakú, illetve a bolygó forgásirányával nem egyező irányban helyezkedik el? Hogyan működik a légköri keringés egy jégóriáson? Mit árulnak el a fenti kérdésekre adott válaszok arról, hogyan alakulnak ki a jégóriások?

A James Webb-űrteleszkóp képén (amelyet 2023. december 18-án tettek közzé) az Uránusz mellett a bolygó 27 holdjából 14 látható: Oberon, Titania, Umbriel, Júlia, Perdita, Rosalind, Puck, Belinda, Desdemona, Cressida, Ariel, Miranda, Bianca és Portia. / Fotó: NASA, ESA, CSA, STScI

Annak ellenére, hogy a tudósok ezekben és más kérdésekben a Voyager 2 elrepülése óta előrehaladást értek el, semmi sem helyettesítheti a keringő űrszonda közvetlen, közeli és ismételt megfigyeléseit.

A gyűrűk és a holdak

Az Uránusz körüli gyűrűk, amelyek valószínűleg piszkos jégből állnak, vékonyabbak és sötétebbek, mint a Szaturnusz körüliek. Egy Uránusz-űrhajó „hullámokat” keresne bennük, olyanokat, mint a tó hullámai. Ha megtalálnánk őket, a tudósok a gyűrűket óriási szeizmométerként használhatnák, hogy megismerjük az Uránusz belsejét, az egyik nagy titkát.

A holdak, amelyeket többnyire Shakespeare és Pope írásaiból származó irodalmi szereplőkről neveztek el, elsősorban jég és kőzet fagyott keverékéből állnak. A holdak közül öt különösen lenyűgöző. A Miranda, az Ariel, az Umbriel, a Titania és az Oberon mind elég nagyok ahhoz, hogy gömb alakúak legyenek, és sajátos minivilágként kezeljük őket.

Az Uránusz jeges és rendkívül barázdált felszínű holdja, a Miranda. A felvételt a Voyager 2 készítette 1986. január 24-én. / Fotó: NASA Jet Propulsion Laboratory

A Voyager 2 az elrepülése során alacsony felbontású képeket készített a holdak déli féltekéjéről. (Az északi féltekéjüket még nem látták, és ez továbbra is Naprendszerünk egyik legfontosabb feltáratlan területe). Ezek a képek jégvulkánokról készült fotókat tartalmaznak az Arielről, ami a múltbeli geológiai és tektonikus tevékenységre, és valószínűleg felszín alatti vízre utal.

Az óceánok és az élet lehetősége

Ez elvezet a küldetés egyik legizgalmasabb részéhez. Sok bolygókutató elmélete szerint az Ariel – és talán a legtöbb vagy mind az öt másik hold – egy óceáni világ lehet, amely mérföldekkel a szilárd, jeges felszín alatt nagy, folyékony víztömegeket rejt. A küldetés egyik fő célja, hogy kiderüljön, van-e a holdak bármelyikén óceán.

Ez az egyik oka annak, hogy a szonda valószínűleg magnetométert is vinne magával, hogy érzékelje a felszín alatti óceánok elektromágneses kölcsönhatásait, miközben az egyik hold az Uránusz mágneses terében halad. A holdak gravitációs mezejének mérésére szolgáló műszerek és a felszíni geológiát tanulmányozó kamerák is segítenének.

A folyékony víz elengedhetetlen feltétele az általunk ismert életnek. Ha óceánokat észlelnek, a tudósok ezután az élet egyéb összetevőit – például az energiát, a tápanyagokat és a szerves anyagokat – akarják majd megkeresni a holdakon.

A küldetés indítási dátuma még nem határozták meg, és a NASA még nem hagyta jóvá a finanszírozást. A költség valószínűleg több mint egymilliárd dollár lenne. A kozmosz a saját menetrendje szerint működik, és az űrhajók Uránuszhoz vezető pályái az évek során változni fognak, ahogy a bolygók mozognak. Ideális esetben a NASA 2031-ben vagy 2032-ben indíthatna küldetést, hogy maximalizálja a röppálya kényelmét és minimalizálja az utazási időt. Ez az időtartam szűkebb, mint amilyennek látszik. Évekig tart a tervezés, és még tovább a startra kész űrhajó megépítése. Éppen ezért itt az ideje a folyamat elindításának.

Az eredeti cikk ide kattintva olvasható.

BLIKK DOSSZIÉ

univerzum