Planetární vědci zoufale potřebují nové studie Uranu a Neptunu, protože tyto ledové obří světy nebyly navštěvovány od mise Voyager na konci 1980. let. Pokud se objeví kosmická loď, která se stane zdrojem informací o těchto planetách, bude také moci nahlédnout mnohem hlouběji do vesmíru. Pozorným sledováním změn v rádiových signálech z jedné nebo více takových kosmických lodí by astronomové mohli potenciálně vidět vlnění gravitace způsobené některými z nejnásilnějších událostí ve vesmíru.
Jediné detailní snímky Uranu a Neptunu, které máme, pochází ze sondy Voyager 2, která kolem těchto planet proletěla koncem 1980. let. Od té doby jsme posílali sondy k Merkuru, mise k Jupiteru a Saturnu, sbírali vzorky asteroidů a komet a vypouštěli rover za roverem na Mars.
Ale ne Uran nebo Neptun. Celá generace planetárních vědců je byla schopna studovat pouze pomocí pozemních dalekohledů a občasných záblesků z Hubbleova vesmírného dalekohledu. Jediným zpožděním je, že kvůli velké vzdálenosti k Neptunu a Uranu je neuvěřitelně obtížné tam vypouštět užitečné zatížení.
Pokud bychom zahájili misi na počátku 2030. let 2042. století na dostatečně výkonné raketě, jako je NASA Space Launch System, mohla by mise dosáhnout Jupiteru za necelé dva roky. Jedna kosmická loď by se mohla rozdělit na dvě složky, jedna směřovala k Uranu (dosáhla ho v roce 2044) a druhá k Neptunu (dosáhla své oběžné dráhy v roce 10). Jakmile budou na místě, s trochou štěstí si tyto orbitery mohou udržet svou stanici po dobu více než XNUMX let, stejně jako slavná mise Cassini k Saturnu.
Doplňkové studie
Během dlouhé cesty do těchto ledových míst mohou stejné vesmírné sondy nabídnout pohled na velmi odlišný druh vědy – gravitační vlny. Na Zemi fyzici odrážejí laserové paprsky podél drah dlouhých několik mil, aby změřili délku gravitačních vln. Když vlny (které jsou vlněním ve struktuře samotného časoprostoru) procházejí Zemí, deformují objekty tím, že je střídavě stlačují a natahují. Uvnitř detektoru se tyto vlny mírně mění v délce mezi vzdálenými zrcadly a ovlivňují dráhu světla v observatořích gravitačních vln nepatrně (obvykle menší než šířka atomu).
Pro rádiovou komunikaci se vzdálenou vesmírnou misí zpět na Zemi je efekt podobný. Pokud gravitační vlna projde sluneční soustavou, změní vzdálenost k kosmické lodi, což způsobí, že sonda bude o něco blíže k nám, pak dále a zase blíže. Pokud by kosmická loď vysílala po celou dobu svého letu, viděli bychom Dopplerův posun ve frekvenci její radiové komunikace. Mít dvě takové kosmické lodě pracující současně by astronomům poskytlo přesnější pozorování tohoto posunu.
Jinými slovy, tyto vzdálené vesmírné sondy mohou plnit dvojí funkci jako největší světové observatoře gravitačních vln.
Největší technologickou překážkou je schopnost měřit rádiovou frekvenci kosmické lodi s neuvěřitelně vysokou přesností. Naše schopnost to změřit by měla být alespoň 100krát lepší, než bychom mohli dosáhnout během průletu Cassini kolem Saturnu.
Zní to složitě, ale od doby, kdy byla Cassini navržena, uběhly desítky let a naše komunikační technologie neustále vylepšujeme. A nyní fyzici vyvíjejí své vlastní vesmírné detektory gravitačních vln, jako je Laser Interferometer Space Antenna (LISA), které budou stejně vyžadovat podobnou technologii. Vzhledem k tomu, že mise ledového obra je vzdálena téměř deset let, mohli bychom investovat ještě více prostředků do vývoje potřebných technologií.
Pokud dokážeme prolomit tuto úroveň citlivosti, mimořádná délka tohoto „ramínka“ detektoru gravitačních vln (doslova miliardkrát delší než naše současné detektory) bude schopna detekovat mnoho extrémních událostí ve vesmíru.
Přečtěte si také: