Una sonda spaziale visita il pianeta più strano del sistema solare

Immagina un mondo in cui il sole è alto nel cielo per 21 anni e poi non appare affatto per altri 21 anni, un pianeta sdraiato su un fianco, a volte rotolando in avanti nella sua orbita attorno al sole ea volte nella direzione opposta alla sua orbita – che, tra l’altro, è impossibile dirigere Uno lo stesso, perché il campo magnetico è piuttosto caotico.

Questo è il caso di Urano. Il secondo pianeta esterno del sistema solare differisce in un certo numero di aree da tutti gli altri pianeti. Per decenni, gli astronomi hanno desiderato di poterlo studiare più da vicino.

Ora sembra finalmente che il loro sogno si avvererà. in uno nuovo Rapporto Il Consiglio nazionale delle ricerche degli Stati Uniti (NRC) raccomanda un volo spaziale su Urano come spedizione ammiraglia della NASA negli anni ’30. L’idea è quella di inviare un satellite e metterlo in orbita attorno al pianeta per diversi anni, mentre la sonda di misura è quella di immergersi in profondità nella densa atmosfera.

I risultati dovrebbero insegnarci di più sul nostro sistema planetario e sui sistemi solari in altre parti della Via Lattea, dove è stato dimostrato che i pianeti simili a Urano sono comuni.

Tuttavia, i tecnici della NASA hanno molto da fare, perché il veicolo spaziale dovrebbe essere pronto per il lancio nei primi anni 2030. Se fallisce, siamo costretti ad aspettare decenni per la prossima opportunità.

Trentasei anni dall’ultima visita

volo per Urano Diventa uno dei più longevi nella storia dei viaggi nello spazio. In particolare, Urano orbita a circa 2,88 miliardi di chilometri dal Sole, circa 20 volte più lontano dalla Terra.

Pertanto, Urano è anche un pianeta ghiacciato. Come Nettuno, il pianeta più lontano del sistema solare, è chiamato gigante di ghiaccio. Urano pesa 14,5 volte più della Terra ed è quattro volte il suo diametro.

Solo una volta un veicolo spaziale si avvicinò a Urano. Fu allora che la Voyager 2 superò il pianeta a una distanza di 81.500 chilometri nel 1986.

Da allora, gli astronomi sono stati in grado di studiare il pianeta solo a distanza e gli scienziati hanno chiesto osservazioni migliori rispetto ai dati forniti dai semplici strumenti Voyager.

La sonda ha determinato solo il colore, le dimensioni, la temperatura, la densità e il campo magnetico del gigante ghiacciato. È necessario più di questo prima che gli scienziati possano risolvere i numerosi misteri del pianeta.

La decisione per una nuova spedizione su Urano non poteva più aspettare.

Ci vorranno dai sette ai dieci anni per costruire la navicella spaziale, che è stata soprannominata la Sonda di Urano. Ciò significa che sarà possibile liberarsene nella prima metà del terzo decennio di questo secolo.

In quel momento, Giove si allinea con Urano, che è cruciale per la spedizione. Grazie alla sua gravità, Giove può lanciare la sonda spaziale verso il suo lontano obiettivo, il viaggio dura solo dodici anni. La manovrabilità consente inoltre di risparmiare molto carburante e offre spazio aggiuntivo per le attrezzature.

La prossima opportunità non arriverà fino alla metà del secolo, quando i pianeti si allineeranno di nuovo.

Quando la navicella spaziale raggiunge Urano, incontrerai un mondo che potresti dire non dovrebbe esistere in realtà. La posizione del gigante di ghiaccio finora nel sistema solare è di per sé un mistero.

I ricercatori ritengono che sia improbabile che il pianeta Urano e Nettuno Sono nati nelle loro orbite attuali perché non c’era abbastanza materia distante nel giovane sistema solare.

La teoria prevalente è che i giganti di ghiaccio si siano formati vicino al sole e siano stati poi espulsi dal sistema solare quando i giganti gassosi Giove e Saturno si sono posizionati nelle loro orbite attuali.

Un satellite in orbita può verificare questa teoria misurando il contenuto elementare di Urano e confrontando i risultati con esso Giove E il Saturno.

Gli astronomi ritengono che Urano sia costituito da un nucleo di ferro, nichel e roccia, e in cima vi sia uno spesso strato di ghiaccio, costituito da acqua, ammoniaca e metano.

La sua atmosfera è composta principalmente da idrogeno ed elio, ma contiene anche una piccola percentuale di metano, che conferisce al gigante di ghiaccio il suo colore blu brillante, poiché il metano riflette la luce solare blu nello spazio.

Urano ha due anelli attorno all’equatore e 27 lune. I cinque più grandi probabilmente si sono formati più o meno nello stesso periodo del pianeta, mentre il resto potrebbe essere stato catturato in seguito dal campo gravitazionale di Urano.

L’intero sistema sembrerebbe normale se non fosse per una cosa: Urano è finito su un fianco, con il suo asse di rotazione all’incirca sullo stesso piano della sua orbita attorno al Sole.

Il pianeta impiega 84 anni terrestri per completare una rivoluzione attorno al sole, risultando in stagioni stranamente lunghe. Da un punto del pianeta, il sole sorge per 21 anni terrestri, cioè una lunga giornata. Per i prossimi 21 anni, il giorno di 17 ore si alterna tra notte e giorno e per i prossimi 21 anni una notte è lunga e buia.

La collisione potrebbe essersi verificata su Urano

Non è chiaro come Urano abbia ottenuto la sua strana rotazione, ma la teoria principale è che il gigante di ghiaccio si sia scontrato con un pianeta di massa doppia della Terra all’inizio del sistema solare.

Una tale collisione sarebbe abbastanza forte da far cadere Urano. Il gigante di ghiaccio non mostra più alcuna traccia della collisione, ma forse la prossima missione potrà vedere se alcune lune contengono materiale proveniente dalla collisione.

La collisione potrebbe anche fornire risposte ad un altro dei misteri di Urano, ovvero che il pianeta è più freddo di Nettuno. Non dovrebbe essere così, perché Nettuno riceve il 40 percento in meno di luce solare rispetto a Urano.

Il motivo potrebbe essere che il grande impatto ha quasi perforato Urano, così che la maggior parte del calore è stato rilasciato dal nucleo in una volta.

Un’altra teoria è che la rotazione orizzontale renda i poli più caldi dell’equatore, il che potrebbe aumentare la perdita di calore del pianeta. La terza ipotesi è che il nucleo del gigante di ghiaccio sia ancora caldo, ma uno strato sconosciuto tra il mantello e l’atmosfera impedisce il rilascio di calore.

In effetti, tutte e tre queste teorie sono solo supposizioni, ma è possibile che il satellite in orbita risolva il mistero.

Lo stesso vale per il più grande mistero nascosto in Urano: il caotico campo magnetico.

Nel campo principale, i poli magnetici sono spostati di 59 gradi dall’asse di rotazione del pianeta, che corrisponde al polo nord della Terra in Europa. Allo stesso tempo, Urano ha molti forti campi magnetici regionali.

Entrambe le parti sono in netto contrasto con i campi magnetici dei quattro pianeti rocciosi del Sistema Solare e di due dei giganti gassosi, dove l’asse magnetico è vicino all’asse di rotazione e dove i campi ben ordinati assomigliano a un’asta magnetica.

pieno di strumenti

Per risolvere molti misteri, la sonda orbitante Urano porterà con sé una varietà di strumenti scientifici. I dettagli del veicolo spaziale potrebbero cambiare nei prossimi anni, ma il design generale del satellite e della sonda di misurazione è a posto.

Tra l’altro, il satellite è dotato di quattro giroscopi, che verranno utilizzati per esaminare la struttura interna di Urano. Questo viene fatto con l’aiuto della gravimetria, dove i giroscopi registrano come i cambiamenti nel campo gravitazionale del gigante di ghiaccio influenzano l’orbita del satellite.

Il magnetometro mapperà il caotico campo magnetico del gigante di ghiaccio, mentre la fotocamera del satellite visualizzerà la superficie e la copertura nuvolosa di Urano.

Ci sarà un momento clou drammatico quando il satellite farà cadere una sonda di misurazione, dopo il suo arrivo, che si immergerà nell’atmosfera.

La sonda contiene una serie di sensori che misurano temperatura, pressione e densità. Allo stesso tempo, lo spettrometro di massa determina il contenuto micro-atmosferico di idrogeno, elio e metano.

Una spedizione ben attrezzata fornirà senza dubbio una varietà di dati, che ci insegneranno molto su Urano. Inoltre, impareremo di più su altri sistemi di energia solare.

Gli astronomi hanno ora scoperto più di 5.000 pianeti attorno a stelle esotiche e fino al 40% di essi sono giganti di ghiaccio. Pertanto, è importante sapere come si formano e la funzione che svolgono nello sviluppo dei sistemi solari.

In questo modo possiamo anche vedere quanto siamo simili Sistema solare Sono altri, e quindi quanto sia speciale la nostra casa nell’universo.