Uran i Neptun su jedine džinovske planete u solarnom sistemu oko kojih do sada nisu letele naše sonde. To je razlog zbog koga NASA želi da pošalje svoj brod ka jednom od tih svetova. Do sada su predlagane brojne misije, ali nikada nijedna nije dobila zeleno svetlo. Ali, naučna zajednica se ne predaje. Poslednji koncept Uranove sonde zove se “MUSE” (Mission to Uranus for Science and Exploration), i predstavlja verovatno poslednju šansu naše generacije da vidi sondu oko ove planete.
Sonda “MUSE” za proučavanje Urana. (NASA)
“MUSE” bi pokušala da razotkrije brojne misterije vezane za zaleđene džinove, tip planeta koje su – prema rezultatima Keplerovog teleskopa – vrlo rasprostranjene u kosmosu, ali o kojima mi znamo vrlo malo. Sve donedavno, Neptun je smatran za sigurnog favorita za takav tip misija, najviše zahvaljujući spektakularnim atmosferskim aktivnostima koje otkrila sonda “Voyager 2” tokom svoje posete 1989. godine. Ali poslednjih godina Uran je došao u žižu interesovanja naučnika, najviše zbog jedne atmosferske pojave kojoj čak i Neptun može samo da zavidi. Zato je Uran postao glavna planeta u najnovijem predlogu za kosmičku misiju.
Oblaci i pojasevi na Uranu kako ih je u blisko-infracrvenom video “Hablov” teleskop 1998. godine.
Nove oluje na Uranu snimljene prošlog avgusta kamerama Kekove opservatorije na Havajima.
Složeni sistemi oblaka i pojaseva na Uranu, sa većom koncentracijom na severnoj polulopti.
Urana krasi nekoliko prednosti u odnosu na svog rođaka Neptuna. Najočiglednija je da je bliži Suncu, što znači da bi putovanje bilo mnogo kraće[1] a da bi i nivo osvetljenosti bio veći (ustvari, dovoljan da ne možemo isključiti mogućnost misije sa izuzetno efikasnim solarnim pločama). Još jedna stvar mu ide u prilog, a to su da poseduje vrlo interesantan sistem satelita[2]. Nasuprot tome, Neptun ima svega nekoliko malih satelita, uz dodatak Tritona, jako zanimljivog sveta, ali očigledno samo jednog od zarobljenih objekata Kajperovog pojasa[3]. Pored toga, misija na Uran bi mogla da nam pomogne da shvatimo zbog čega je njegova osa toliko nagnuta (skoro je paralelna sa ravni ekliptike – nagnuta je za 98°) i šta se krije iza neobične geometrije magnetosfere[4] (pre nego što neko pomisli da se izuzetni nagib planete može jednostavno objasniti džinovskim sudraom, treba znati da nije samo osa nagnuta, već i čitava ravan satelitskog sistema).
Glavni zadatak “MUSE” bilo bi merenje distribucije zona vetrova, sastava atmosfere, strukture magnetosfere, određivanje odnosa izotopa elemenata i istraživanje satelita. Da bi postigla te ciljeve, “MUSE” bi morala da poseduje orbiter i jednu atmosfersku sondu (jedini način da se precizno izmeri sastav atmosfere planete jeste in-situ analiza). Orbiter bi činio brod dužine 3 metra i širine 1,6 metra (plus glavna komunikaciona parabolična antene prečnika 3 m), koji bi nosio četiri instrumenta (kameru, magnetometar, Doplerovu kameru[5] i infracrveni spektrometar). Orbiter bi bio opremljen motorima na hipergolično gorivo radi ulaska u Uranovu orbitu i kasnije orbitne manevre. Atmosferska sonda bi imala težinu od 150 kg i bila bi konstruktivno slična sondi iz misije “Galileo”, koja bi operisala pri pritiscima raspona od 5 do 100 milibara i imala različite instrumente (neutralni maseni spektrometar, nefelometar i bateriju atmosferskih sezora).
Detalji “MUSE”. (NASA)
“MUSE” bi trebalo da uzleti u martu 2019. raketom “Atlas V” (551), a da dospe do Urana moraće da izvrši tri manevra gravitacione asistencije sa Marsom (2020.), Zemljom (2021.) i Jupiterom (2022.). I pored toga, brod neće stići do Urana do 2033. godine (!), tj. nakon 14 godina putovanja[6]. Učigledno je da je Uran daleko, sa gravitacionim asistencijama ili bez njih. Pojavili su se i najnoviji predlozi da se radi smanjivanja vremena leta u misiju na Uran uključi i dodatni stepen sa motorima na jonski pogon, ali “MUSE” je zamišljena kao nova misija klase “New Frontier”[7] – dakle, srednjeg financijskog fonda – u kojoj cena ne sme preći \( 1,5 milijardi, tako da sebi neće dozvoliti takav luksuz.
Trajektorija leta “MUSE”. (NASA)
Ulazak u orbitu postaviće sondu u početnu eliptičnu orbitu s periodom od 90 dana, koja će potom, radom raketnih motora, biti transformisana u manju orbitu perioda 16 dana. Atmosferska sonda biće ispaljena mesec dana pre ulaska u orbitu da bi ušla u Uranovu čudnu atmosferu oko 90 minuta pre paljenja glavnih motoras radi kočenja. Orbita se neće poklapati sa ravni satelita zbog što boljih uslova osvetljenosti i proučavanja neobične planetne magnetosfere. Primarna misija bi trebalo da traje 17 orbita.
Inicijalna orbita i naučne orbite “MUSE”. Poluprečnik Urana je 25.560 km, te je a = 20,7 mil. km, odn. 6,55 mil. km (a = udaljenost do centra planete, e = ekscentricitet, i = nagib, Ω = dućina uzlaznog čvora).
Radi poređenja, prikazujem orbite Jupiterove sonde “Galileo” tokom primarne misije. Misija je trajala 14 godina (1989-2003), od čega je 8 provedeno u orbiti planete.
Orbite primarne misije u odnosu na orbite velikih satelita. (NASA)
Da li će “MUSE” krenuti sa mrtve tačke, tj. ka realizaciji? Pre svega, treba da sačekamo i nadamo se da će NASA odobriti jednu novu misiju klase “New Frotnier”, ali “MUSE” čeka teška borba. Uglavnom zato što bi ova misija trebalo da koristi četiri radioizotopska generatora naprednog Stirlingovog tipa (ASRG), čiji je program razvoja NASA prekinula 2013. godine[8]. Iako se smatra da kosmička agencija poseduje dovoljno plutonijuma za misije ovakve vreste, ostaje da se ovaj predlog još podrobno razmotri.
[1] Ovo nije samo retorički, jer je Neptun skoro 50% dalji od Sunca nego Uran. Ako kupiš moju najnoviju knjigu VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI, saznaćeš da Uran prima 4 puta manje Sunčeve svetlosti od Saturna a čak 370 puta manje od Zemlje – na njegovom nebu, Sunce zauzima samo 5-6% one veličine koju mi vidimo na Zemlji. I pored toga, Sunčeva magnituda je -20,4m, a prividni prečnik 0° 1' 44''.
[2] Uran ima 27 poznatih satelita, a Neptun 14.
[3] Triton ima poluprečnik od 1.353,4 km, i sedmi je mesec po veličini u Sunčevom sistemu.Sledeći po veličini Neptunov mesec je Proteus (218 km), Nereid (210 km), Larissa (108 km), Galatea (102 km), a svi ostali su manjeg poluprečnika od 100 km. Nasuprot njima, Uran ima 4 meseca sa poluprečnikom oko 500 i više km.
[4] U momoj knjizi sam napisao da je „Vojyager 2“ utvrdio da Uran ima najnagnutije magnetno polje među svim našim planetama, pa su naučnici došli na ideju da prisustvijemo procesu menjanja polariteta same planete.Osa polja je nagnuta za oko 58° u odnosu na osu rotacije (Zemlja 11°, Jupiter 9,6°, Saturn 0°), i da stvar bude čudnija, uopšte ne prolazi kroz centar planete! Zbog toga se rep magnetnog polja, u obliku ogromnog vadičepa, vuće po prbiti daleko iza planete.
[5] Ne znam šta im je to, ali verovatno neka vrsta Doplerovog brzinomera.
[6] Iako je Pluton mnogo dalje, „New Horizons“ će leteti do njega 5 godina kraće. Caka je u tome što će on samo proleteti pored Plutona, dok bi „MUSE“ morao da leti mnogo sporije i ima takvu trajektoriju koja će mu omogućiti ulazak u orbitu.
[7] U ovu kategoriju spadaju dve misije: „New Horizons“ i „Juno“, i budući „OSIRIS-REx“.
[8] Razlozi su financijski, jer je cena narasla na preko \)260 miliona, više od $110 miliona nego što je planirano.
Čeka se lansiranje „Hayabuse 2“
