يقول العلماء إننا بحاجة إلى مهمة مخصصة لأورانوس

بحلقاته وميله الغريب ، وتغيراته الموسمية المدهشة ، و 27 قمراً ، فإن أورانوس هو الكوكب الغريب في النظام الشمسي. لدى العملاق الجليدي الغامض الكثير ليعلمنا إياه ، ولهذا يطالب علماء الفلك بمهمة لاستكشاف الكوكب عن قرب.

لقد طال انتظار أول مهمة مخصصة لأورانوس ، كما تقول كاثلين ماندت ، عالمة الكواكب من مختبر جونز هوبكنز للفيزياء التطبيقية ، في منظور علمي. مقال نشرت اليوم.

في الواقع ، لقد مرت دقيقة واحدة منذ زيارتنا القصيرة الوحيدة للعملاق الجليدي البعيد. حلّق مسبار فوييجر 2 التابع لناسا بالقرب من أورانوس في 24 يناير 1986 ، والتقط مناظر رائعة للكوكب وأقماره قبل مواصلة رحلته إلى نبتون – العملاق الجليدي الآخر للنظام الشمسي – ثم إلى الفضاء بين النجوم.

مثل زحل والمشتري ، تمتلئ أورانوس ونبتون بالهيدروجين والهيليوم ، وهما أخف عنصرين في الكون. أوضح ماندت في رسالة بالبريد الإلكتروني: “نطلق على أورانوس ونبتون عمالقة الجليد لأن لديهم المزيد من العناصر الأخرى الأثقل بالنسبة للهيدروجين من زحل أو كوكب المشتري”. “لأن كوكب زحل والمشتري يتكونان في الغالب من الهيدروجين ، فإننا نطلق عليهما عمالقة الغاز.”

الصور التي التقطتها Voyager 2 تركتنا نريد المزيد ، لكن الآن بعد ثلاثة عقود وما زلنا لم نبذل جهدًا للعودة. في مقالتها ، تطرح ماندت القضية على وجه التحديد: مركبة مدارية ومسبار تابع لناسا أورانوس ، يطلق عليها اسم UOP. ستأخذ المركبة الفضائية ، المتوقفة في مدار أورانوس ، قراءات غير مسبوقة للكوكب وأقماره وحلقاته العديدة ، وتنشر أيضًا مسبارًا للتحقيق في الكوكتيل الكيميائي الذي يشكل غلافه الجوي الغامض.

قد تحصل G / O Media على عمولة

اطلب مسبقًا الآن

سلسلة جالكسي بوك 3

متاح 24 فبراير
يأتي كل طراز كمبيوتر محمول جديد مع ترقية تخزين مجانية. يتم تسعير إصدار 1 تيرابايت لكل منها بنفس سعر إصدار 512 جيجابايت مما يعني أساسًا أن الإصدار 1 تيرابايت هو 200 دولار أمريكي.

إن الحاجة الماسة إلى مهمة مخصصة لأورانوس ليست بالأخبار. كان أحد أوجه القصور الرئيسية التي تم تحديدها في المراجعة العقدية الأخيرة ، حيث أوكلت وكالة ناسا لأكاديميات العلوم والهندسة والطب وضع قائمة بالأولويات للعقد القادم ، هو “ندرة المعرفة حول عمالقة الجليد”. حددت المراجعة UOP باعتبارها مهمة كوكبية ذات أولوية عالية ، وهو استنتاج تم التوصل إليه خلال المراجعات العقدية السابقة ، كما أشار Mandt. أدرج الاستعراض العقدى لعام 2013 مهمة عودة عينة المريخ و Europa Clipper كأولويات عالية ، وهذه المهام الآن في وضع التطوير الكامل. يجادل ماندت بأن مهمة مخصصة لأورانوس ستظهر في المرتبة التالية.

قصة ذات صلة: توقف ، أورانوس يبدو أنه أفسد تمامًا الآن

ستساعد مثل هذه المهمة في فك أسرار أورانوس العديدة (توقف عن الضحك ، هذا أمر خطير). يسعى علماء الكواكب إلى معرفة المزيد عن عمالقة الجليد وكيف تشكلوا ودرجة هجرة أورانوس من موقعه الأصلي التكويني. وفقًا لماندت ، يمكن أن تُفصِّل التحقيقات الدقيقة لأورانوس تاريخ محيطنا المباشر ، وتُظهر كيف تمكنت الأجرام السماوية الصغيرة من توزيع المياه وغيرها من اللبنات الأساسية للحياة في النظام الشمسي الداخلي. يمكن لهذه التحقيقات أن تلقي الضوء أيضًا على الكواكب الخارجية البعيدة و “بنى أنظمتها” ، كما كتبت ماندت في مقالها. تتطلب مثل هذه التقييمات قياسات تفصيلية لنسب النظائر وكميات الغازات النبيلة الموجودة داخل العملاق الجليدي – وهي بيانات يمكن أن يجمعها مسبار الغلاف الجوي بسهولة ، وفقًا لعالم الكواكب.

تتضمن الأسئلة الأخرى التي تحتاج إلى إجابات سبب الميل الشديد للكوكب ، وهو ميل بمقدار 90 درجة “يتسبب في تغيرات موسمية شديدة في الغلاف الجوي على مدار 84 عامًا من الأرض” ، كما كتب ماندت ، مضيفًا أن “ملاحظات الضباب والسحب من الأرض لا توفر معلومات كافية لشرح دوران الغلاف الجوي وأنماط الرياح. “

يمكن لجامعة UOP دراسة الغلاف المغناطيسي لأورانوس وتقديم رؤى جديدة حول البنية الداخلية للكوكب (هل اللب صلب أم منتشر؟). ثم هناك العديد من أقمار أورانوس التي يجب مراعاتها.

“أقمار أورانوس أصغر بكثير من الأقمار الأربعة الكبيرة لكوكب المشتري وقمر زحل تيتان. يجب أن تكون صلبة وغير نشطة لأنها صغيرة ، ويجب أن تظهر الأسطح فقط الحفر الصادمة “، كتب لي ماندت. “الأمر المثير هو أن صور Voyager 2 لم تظهر العديد من الحفر وبدلاً من ذلك أظهرت ميزات يمكن أن تتشكل من خلال النشاط الجيولوجي. نريد دراسة الهيكل الداخلي لهذه الأقمار لمعرفة سبب كون الأسطح صغيرة جدًا ، ونأمل أن نجد دليلًا على وجود الماء السائل “.

في الواقع ، قد يستضيف أورانوس قمرًا أو اثنين بمياه سائلة مخبأة تحت قشرة جليدية. يجب أن يلعق علماء الأحياء الفلكية قطعهم للحصول على فرصة لفحص نظام أورانوس عن قرب.

يرى ماندت أن خطة المهمة يمكن أن تعتمد على العمل الموجود مسبقًا ، بما في ذلك الأصول والعوالم والحياة (OWL) ، الذي صدر كجزء من المسح العقدي لعلوم الكواكب لعام 2022. وتدعو الخطة إلى إطلاق UOP بحلول عام 2032 للاستفادة من الجاذبية الهائلة لكوكب المشتري ، حيث يقوم الغاز العملاق بتقليب المركبة الفضائية نحو وجهتها النهائية. ستصل UOP إلى أورانوس حوالي عام 2050. هذه تقديرات تقريبية ، ولكن هذا هو عمومًا الإطار الزمني الذي من المحتمل أن تتم فيه هذه المهمة ، في حالة الموافقة عليها.

سألت ماندت عن أنواع الأجهزة التي تود رؤيتها على المسبار والمركبة.

بالنسبة للمسبار ، فإن أهم أداة هي مطياف الكتلة. هذه الأداة قادرة على قياس العناصر والجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي بناءً على كتلتها “. “نحن بحاجة إلى هذه المعلومات لمعرفة مكان تشكل أورانوس ومقدار هاجرته بعد تشكله. سيحتاج المسبار إلى مجموعة من الأدوات التي تشمل كاميرات تقيس الأطوال الموجية المختلفة وأجهزة الاستشعار التي تكتشف الإلكترونات والأيونات والمجال المغناطيسي “.

ستطرح البعثة أيضًا بعض التحديات الفريدة ، حيث لم تعمل أي مركبة مدارية حتى الآن من المنزل. على مسافات تصل إلى ما يقرب من 20 مرة أكثر من مسافة الأرض إلى الشمس ، ستستغرق الإشارات من UOP أكثر من ثلاث ساعات للوصول إلى المحطات الأرضية على الأرض ؛ أخبرني ماندت أن هذا “سيجعل التخطيط مهمًا عند إرسال الأوامر ويتطلب الصبر عند انتظار نتائج جديدة”. قد يكون جمع الطاقة الشمسية الكافية أمرًا صعبًا أيضًا. وقالت إن المركبة الفضائية “ستحتاج إلى مصادر طاقة للنظائر المشعة مثل مهمة كاسيني وما زالت توفر الطاقة لمركبتي فوييجر الفضائية ونيو هورايزونز”.

إذا أتيحت الفرصة للعمل في هذه المهمة ، قالت ماندت إنها تود المساعدة في تخطيط ملاحظات المسبار ، إلى جانب صياغة خطط لدراسة تكوين أقمار وحلقات أورانوس. وقالت: “نحن ننتظر بفارغ الصبر أن نسمع من وكالة ناسا عن الخطوات التالية”.

أكثر: لماذا أورانوس هو ظل أزرق مختلف عن نبتون