Планетарните учени отчаяно се нуждаят от нови изследвания на Уран и Нептун, тъй като тези ледени гигантски светове не са били посещавани от мисията на Вояджър в края на 1980-те години. Ако се появи космически кораб, който ще се превърне в източник на информация за тези планети, той също ще може да погледне много по-дълбоко във Вселената. Чрез внимателно наблюдение на промените в радиосигналите от един или повече такива космически кораби, астрономите биха могли потенциално да видят вълни в гравитацията, причинени от някои от най-жестоките събития във Вселената.
Единствените близки изображения на Уран и Нептун, които имаме, идват от космическия кораб Вояджър 2, който прелетя покрай тези планети в края на 1980-те години. Оттогава изпратихме сонди до Меркурий, мисии до Юпитер и Сатурн, събрахме проби от астероиди и комети и изстреляхме марсоход след марсоход до Марс.
Но не и Уран или Нептун. Цяло поколение планетарни учени успяха да ги изследват само с наземни телескопи и случайни погледи от космическия телескоп Хъбъл. Единственото забавяне е, че поради голямото разстояние до Нептун и Уран е невероятно трудно да се изстрелят полезни товари там.
Ако стартираме мисия в началото на 2030 г. с достатъчно мощна ракета, като системата за изстрелване на космоса на НАСА, мисията може да достигне Юпитер за малко по-малко от две години. Един космически кораб може да се раздели на два компонента, единият да се насочи към Уран (достигайки го през 2042 г.), а другият към Нептун (достигайки орбитата си през 2044 г.). Веднъж поставени на място, с късмет, тези орбитални апарати могат да поддържат станцията си повече от 10 години, точно както известната мисия на Касини направи със Сатурн.
Допълнителни изследвания
По време на дългото пътуване до тези ледени места, същите космически сонди може да предложат вникване в много различен вид наука – гравитационните вълни. На Земята физиците отразяват лазерни лъчи по пътеки, дълги няколко мили, за да измерят дължината на гравитационните вълни. Когато вълни (които са вълни в тъканта на самото пространство-време) преминават през Земята, те изкривяват обектите, като ги компресират и разтягат последователно. Вътре в детектора тези вълни се променят леко по дължина между отдалечените огледала, влияейки на пътя на светлината в обсерваториите за гравитационни вълни с малко количество (обикновено по-малко от ширината на атом).
За радиовръзка с отдалечена космическа мисия обратно към Земята ефектът е подобен. Ако гравитационна вълна премине през слънчевата система, тя променя разстоянието до космическия кораб, карайки сондата да бъде малко по-близо до нас, след това по-далеч, след това отново по-близо. Ако космическият кораб е предавал през целия си полет, щяхме да видим доплерова промяна в честотата на неговата радиокомуникация. Наличието на два такива космически кораба, работещи едновременно, би дало на астрономите по-точни наблюдения на тази промяна.
С други думи, тези далечни космически сонди могат да изпълняват двойна функция като най-големите в света обсерватории за гравитационни вълни.
Най-голямата технологична пречка е възможността за измерване на радиочестотата на космическия кораб с невероятно висока точност. Способността ни да го измерваме трябва да е поне 100 пъти по-добра, отколкото бихме могли да постигнем по време на прелитането на Касини около Сатурн.
Звучи сложно, но изминаха десетилетия, откакто беше проектиран Cassini, и ние непрекъснато подобряваме нашите комуникационни технологии. И сега физиците разработват свои собствени космически детектори за гравитационни вълни, като лазерната интерферометърна космическа антена (LISA), която така или иначе ще изисква подобна технология. Тъй като мисията на ледения гигант е след почти десет години, бихме могли да инвестираме още повече ресурси в разработването на необходимите технологии.
Ако можем да нарушим това ниво на чувствителност, изключителната дължина на тази „рама“ на детектора на гравитационни вълни (буквално милиарди пъти по-дълга от сегашните ни детектори) ще може да открие много екстремни събития във Вселената.
Прочетете също: