Planetárni vedci zúfalo potrebujú nové štúdie Uránu a Neptúna, keďže tieto ľadové obrie svety neboli navštívené od misie Voyager koncom osemdesiatych rokov minulého storočia. Ak sa objaví kozmická loď, ktorá sa stane zdrojom informácií o týchto planétach, bude môcť nahliadnuť aj oveľa hlbšie do vesmíru. Pozorným sledovaním zmien rádiových signálov z jednej alebo viacerých takýchto kozmických lodí by astronómovia potenciálne mohli vidieť vlnenie gravitácie spôsobené niektorými z najnásilnejších udalostí vo vesmíre.
Jediné detailné zábery Uránu a Neptúna, ktoré máme, pochádzajú zo sondy Voyager 2, ktorá preletela okolo týchto planét koncom osemdesiatych rokov minulého storočia. Odvtedy sme posielali sondy k Merkúru, misie k Jupiteru a Saturnu, zbierali vzorky asteroidov a komét a vypúšťali rover za roverom na Mars.
Ale nie Urán alebo Neptún. Celá generácia planetárnych vedcov ich bola schopná študovať len pomocou pozemných teleskopov a občasných zábleskov z Hubblovho vesmírneho teleskopu. Jediným oneskorením je, že kvôli veľkej vzdialenosti od Neptúna a Uránu je neuveriteľne ťažké spustiť tam užitočné zaťaženie.
Ak by sme začiatkom 2030. rokov 2042. storočia spustili misiu na dostatočne výkonnej rakete, ako je napríklad Space Launch System NASA, misia by mohla dosiahnuť Jupiter za menej ako dva roky. Jedna kozmická loď by sa mohla rozdeliť na dve zložky, jedna smerovala k Uránu (dosiahne ho v roku 2044) a druhá k Neptúnu (dosiahne svoju obežnú dráhu v roku 10). Keď sa tieto orbitery s trochou šťastia dostanú na miesto, dokážu si udržať svoju stanicu viac ako XNUMX rokov, rovnako ako slávna misia Cassini k Saturnu.
Doplnkové štúdie
Počas dlhej cesty na tieto ľadové miesta môžu tie isté vesmírne sondy ponúknuť pohľad na veľmi odlišný druh vedy – gravitačné vlny. Na Zemi fyzici odrážajú laserové lúče pozdĺž dráh dlhých niekoľko kilometrov, aby zmerali dĺžku gravitačných vĺn. Keď vlny (čo sú vlnky v látke samotného časopriestoru) prechádzajú Zemou, deformujú objekty tým, že ich striedavo stláčajú a naťahujú. Vo vnútri detektora sa dĺžka týchto vĺn mierne mení medzi vzdialenými zrkadlami, čo ovplyvňuje dráhu svetla v observatóriách gravitačných vĺn v nepatrnom množstve (zvyčajne menšom ako je šírka atómu).
Pre rádiovú komunikáciu so vzdialenou vesmírnou misiou späť na Zem je efekt podobný. Ak gravitačná vlna prejde slnečnou sústavou, zmení vzdialenosť od kozmickej lode, čo spôsobí, že sonda bude o niečo bližšie k nám, potom ďalej a opäť bližšie. Ak by kozmická loď počas svojho letu vysielala, videli by sme Dopplerov posun vo frekvencii jej rádiovej komunikácie. Ak by dve takéto kozmické lode fungovali súčasne, astronómovia by získali presnejšie pozorovania tohto posunu.
Inými slovami, tieto vzdialené vesmírne sondy môžu plniť dvojitú úlohu ako najväčšie svetové observatóriá gravitačných vĺn.
Najväčšou technologickou prekážkou je schopnosť merať rádiovú frekvenciu kozmickej lode s neskutočne vysokou presnosťou. Naša schopnosť ju zmerať by mala byť aspoň 100-krát lepšia, ako by sme mohli dosiahnuť počas preletu sondy Cassini Saturnom.
Znie to komplikovane, ale od navrhnutia Cassini ubehli už desaťročia a my neustále zlepšujeme našu komunikačnú technológiu. A teraz fyzici vyvíjajú svoje vlastné vesmírne detektory gravitačných vĺn, ako je laserová interferometrová vesmírna anténa (LISA), ktorá bude aj tak vyžadovať podobnú technológiu. Keďže misia ľadového giganta je vzdialená takmer desať rokov, mohli by sme investovať ešte viac prostriedkov do vývoja potrebných technológií.
Ak dokážeme prelomiť túto úroveň citlivosti, mimoriadna dĺžka tohto „ramena“ detektora gravitačných vĺn (doslova miliardy krát dlhšia ako naše súčasné detektory) bude schopná odhaliť mnohé extrémne udalosti vo vesmíre.
Prečítajte si tiež: