Wat is het meest interessante feit dat je weet over Uranus? Het feit dat zijn rotatie-as volledig uit de pas loopt met elke andere planeet in het zonnestelsel? Of dat de magnetosfeer van Uranus asymmetrisch is, met name gekanteld ten opzichte van zijn rotatieas, en aanzienlijk verschoven van het centrum van de planeet? Of dat de manen allemaal zijn vernoemd naar personages van Shakespeare of Alexander Pope?

Al deze feiten (met uitzondering van de literaire referenties) zijn afkomstig uit een zeer beperkte dataset. Enkele van de beste gegevens zijn verzameld tijdens een vlucht langs de Voyager 2 in 1986. de enige nieuwe gegevens zijn afkomstig van telescopen op aarde. Hoewel ze gestaag zijn toegenomen in resolutie, ze zijn alleen in staat geweest om het oppervlak te krassen van wat er mogelijk op de loer ligt in het systeem rond de dichtstbijzijnde ijsreus. Hopelijk, dat gaat veranderen, als een team van wetenschappers een witboek heeft gepubliceerd waarin wordt gepleit voor een bezoek van een nieuw ruimtevaartuig uit de Flagship-klasse.

Het papier werd geleid door Dr. Richard Cartwright, een onderzoekswetenschapper aan het SETI Institute, en Dr. Chloe B Beddingfield, een wetenschapper bij SETI en NASA's Ames Research Center, die meer dan 100 co-auteurs verzamelden ter ondersteuning van het papier. De krant stelt een missie in de vlaggenschipklasse voor, zet het totale prijskaartje op meer dan $ 1 miljard. Het team suggereert dat de missie het komende decennium moet worden ontworpen en gelanceerd om een ​​zwaartekrachthulp van Jupiter te gebruiken die slechts eens in de paar decennia beschikbaar is.

Die zwaartekrachthulp heeft twee belangrijke voordelen. Een daarvan is dat het de missie daar sneller zal krijgen, waardoor het meer tijd kan besteden aan het doen van wetenschap voordat zijn krachtbron opraakt. In aanvulling, het brengt het ruimtevaartuig mogelijk op tijd naar het Uranische systeem om een ​​equinox te zien als onderdeel van een uitgebreide missie. Door deze zeer zeldzame gebeurtenis te monitoren, zou het wetenschappelijke team nog meer unieke gegevens kunnen vastleggen die tot nu toe onmogelijk waren te verzamelen.

Het is niet alleen de planeet zelf die het wetenschappelijke team wil monitoren, Hoewel. Veel van de manen van Uranus zijn uniek en verdienen zelf een nadere beschouwing. Voyager 2 ontdekte 10 nieuwe manen, en sindsdien zijn er meer ontdekt, waarmee het totaal op 27 komt, de derde meest in het zonnestelsel.

De manen zijn onderverdeeld in drie verschillende groepen:de vijf klassieke manen, waarvan Titania de grootste is, de negen onregelmatige manen, waarvan de banen aangeven dat het misschien objecten zijn van elders in het zonnestelsel, en de 13 binnenste of ringmanen die voornamelijk in de ringen van Uranus verblijven.

De klassieke manen zijn waarschijnlijk samengesteld uit gesteente en waterijs, en het potentieel hebben om oceaanwerelden te zijn, met ondergrondse oceanen onder een dikke laag ijs. Die ondergrondse oceanen kunnen tektonische of cryovulkanische activiteit veroorzaken op de klassieke manen. Er zijn aanwijzingen hiervoor over Miranda en Ariel, twee van de klassieke manen waarvan het oppervlak in het relatief recente verleden (geologisch gesproken) lijkt te zijn veranderd.

Huidige afbeeldingen van hun oppervlakken hebben een relatief lage resolutie, en een van de belangrijkste doelen van de voorgestelde missie is om beelden met een hogere resolutie van de oppervlakken van de manen te maken. Met een hogere resolutie krijg je een beter begrip van de geologische kenmerken op deze manen, inclusief het aantal kraters, die kan worden gebruikt als een proxy voor de leeftijd van het oppervlak.

Als deze manen ondergrondse oceanen hebben, ze zouden worden toegevoegd aan de lijst met interessante werelden voor astrobiologen. Op die lijst staan ​​ook plaatsen als Enceladus, die griezelig veel lijkt op Miranda, volgens Dr. Cartwright. Maar het is niet de enige interessante plek in het systeem om te kijken. Mab, een van de ringmanen van Uranus, banen in een diffuse en stoffige ring die kan worden ondersteund door materiaal dat uit het kleine lichaam wordt geworpen, die ook op naburige manen zou kunnen eindigen. evenzo, de buitenste manen Titania en Oberon zouden kunnen worden omhuld door stof dat van de verre onregelmatige satellieten van Uranus naar binnen valt. Dit soort dynamische interacties tussen de verschillende manen van Uranus zou kunnen worden geverifieerd door de voorgestelde missie.

Om de interacties tussen manen en vele andere fijne kneepjes van het planetenstelsel te verifiëren, de missie zal een aantal geavanceerde instrumenten moeten hebben om al die gegevens te verzamelen. Dr. Cartwright vermeldt dat er drie hoofdtypen zullen zijn:een camera met zichtbaar licht, een magnetometer, en een nabij-infrarood mapping spectrometer.

Naast het leveren van geweldige foto's van het planetaire systeem voor consumptie op aarde, de zichtbaar-lichtcamera kan worden gebruikt om beelden met een hoge resolutie van de oppervlakken van de objecten te maken, zoals hierboven beschreven. Het kan inzicht geven in elke recente oppervlakteactiviteit, en het zal een integraal onderdeel zijn van de uitgebreide missiedoelstelling om seizoensveranderingen op Uranus zelf te observeren.

Met de magnetometer kunnen wetenschappers de interacties tussen de manen en het unieke magnetische veld van Uranus van dichtbij bestuderen. Een magnetometer zou kunnen worden gebruikt om te zoeken naar zoute ondergrondse oceanen in deze manen door geïnduceerde magnetische velden te identificeren die hun oorsprong in hun binnenste hebben. Deze techniek werd door Galileo's magnetometer gebruikt om naar zoute oceanen in de grote manen van Jupiter te zoeken. JPL heeft onlangs een zeer gevoelige magnetometer ontwikkeld die mogelijk op deze missie zou kunnen lanceren.

Een bijna-infrarood mapping-spectrometer is een standaardinstrument voor elke moderne ruimtewetenschapsmissie en is essentieel om te begrijpen welke moleculen aanwezig zijn op het oppervlak van de manen van Uranus. Vooral, het zou kooldioxide-ijs en ammoniakhoudend materiaal kunnen karakteriseren, dat zijn geologisch kortlevende moleculen die zijn gedetecteerd op enkele van de manen van Uranus. Door deze moleculen te onderzoeken, zouden we het astrobiologische potentieel van deze satellieten beter kunnen begrijpen.

Toen hem werd gevraagd waarom een ​​missie naar deze buitenste ijsreus werd gestuurd, met zijn onbekende astrobiologische potentieel, misschien een beter gebruik van de Amerikaanse belastingdollars zijn dan mogelijke missies naar andere veelbelovende astrobiologische kandidaten, Dr. Cartwright wijst op twee hoofdredenen.

Eerst, er zijn zo weinig gegevens over Uranus in het algemeen, en de meeste van die gegevens zijn de afgelopen 30+ jaar op afstand verzameld. Een enkele missie naar het systeem, met de bedoeling om in een baan om de aarde te draaien, ons begrip van een van de minst bestudeerde planetaire lichamen in het zonnestelsel exponentieel zou vergroten.

Tweede, het aantal vragen dat je kunt beantwoorden met een enkele orbitermissie naar Uranus overtreft ver de gegevens die zijn verzameld van een reis naar een enkele maan. Er zijn 27 bekende lichamen om in het systeem te bestuderen, samen met de planeet zelf, zijn ringen, en zijn vreemde magnetosfeer, en misschien zijn er nog meer manen te ontdekken. Een enkele orbiter zou in staat zijn om gegevens over allemaal te verzamelen.

Dr. Cartwright wijst er ook snel op dat, als onderdeel van het laatste decenniumonderzoek, een vergelijkbare missie als het Uranus-systeem stond op de derde plaats in termen van prioriteit. De twee missies die voor ons liggen, zijn de missie Perseverance Mars Rover en Europa Clipper. die beide vooruitgang boeken met de ontwikkeling. Met het Uranus-project als volgende in de rij, de hoop van het team is groot dat het concept zal worden opgepikt als de volgende vlaggenschipmissie.

Als het wordt opgehaald, het team heeft wat tijd om het venster te raken dat nodig is om de zwaartekrachthulp van Jupiter tussen 2030 en 2034 te gebruiken. Met hulp van de enorme gasreus, de missie zou naar verwachting begin 2040 in het Uranische systeem aankomen. Dat geeft de missiewetenschappers voldoende tijd om hun Shakespeare op te frissen, voor het geval ze de kans krijgen om nog meer manen te noemen.