Космический корабль буран

Мы посещали Нептун и Уран 40 летназад: почему же так и не вернулись туда?

Уран и Нептун остаются самыми загадочными планетами в нашей Солнечной системе и единственными, у которых мы были лишь однажды. Зонд Вояджер-2 пролетел мимо Урана и Нептуна в 1986 и 1989 годах, и с тех пор ни один аппарат к ним даже близко не подлетал. Казалось бы, технологии шагнули далеко вперёд, так почему мы до сих пор не отправили туда новую миссию?

Как Вояджер-2 добрался до Урана и Нептуна

В конце 1970-х случилось кое-что редкое: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун выстроились в космосе так удачно, что один аппарат мог пролететь мимо всех четырёх гигантов, используя гравитацию каждого из них для разгона к следующему. Такая космическая цепочка складывается примерно раз в 175 лет, и NASA не упустило шанс.

Запущенный в 1977 году Вояджер-2 побывал у Юпитера, Сатурна, а затем отправился дальше к Урану и Нептуну. Эта космическая миссия Вояджер была буквально серией пролётов на скорости: аппарат провёл рядом с каждой планетой считанные часы. Представьте, что вы пытаетесь понять целый город, промчавшись по нему на скоростном поезде с одним взглядом в окно. Примерно так и выглядела эта единственная встреча с этими мирами.

Вояджер-2 приближается к Нептуну (сгенерировано нейросетью).

Уран и Нептун: что мы о них знаем и чего не знаем

Эти планеты принято называть ледяными гигантами, но даже это определение недавно поставили под сомнение настолько мало мы знаем. У Урана крайне необычное магнитное поле и наклон оси почти в 90 градусов: планета буквально катится по своей орбите на боку. Вероятная причина гигантское столкновение миллиарды лет назад.

А ещё у Урана есть спутник Миранда с самым большим обрывом во всей Солнечной системе около 20 километров в высоту. У Нептуна свои сюрпризы: загадочные меняющиеся бури и крупнейший спутник Тритон геологически активный мир с криовулканами. Учёные объяснили, почему Уран и Нептун окрашены в разные оттенки синего, но вопросов к этим планетам намного больше, чем ответов.

Будь в курсе новых событий по максимуму подписывайся на наш канал в Max!

Почему нельзя просто взять и полететь к Нептуну

Главная проблема расстояние. Нептун находится примерно в 4,5 миллиарда километров от Земли. Лететь туда на одной только тяге ракеты означает либо тащить с собой огромное количество топлива (а это колоссальные затраты на запуск), либо путешествовать невыносимо долго.

Идеальный вариант использовать гравитацию Юпитера как разгонный трамплин. Космический аппарат пролетает рядом с Юпитером и получает от него мощный пинок, который позволяет добраться до Нептуна значительно быстрее. Но для этого Юпитер должен находиться в нужной точке орбиты, а подходящее окно открывается лишь раз в 1213 лет.

Гравитационный манёвр у Юпитера: без него путь к Нептуну займёт десятилетия (сгенерировано нейросетью).

К тому же аппарат должен не просто долететь, а затормозить и выйти на орбиту вокруг планеты. Для торможения нужно ещё больше топлива. Чем больше топлива тем тяжелее аппарат и тем дороже запуск. Получается замкнутый круг, из которого выбраться можно только с помощью удачной планетной конфигурации.

Миссия к Урану: планы NASA на 2030-е годы

На сегодняшний день у NASA есть конкретный приоритет миссия Uranus Orbiter and Probe (UOP). Она была признана главной флагманской миссией десятилетия в рамках Планетарного декадного обзора 20232032. Суть проста: отправить миссию к Урану, вывести аппарат на орбиту планеты и сбросить зонд в её атмосферу.

Первоначально запуск планировался на 2031 год с гравитационным манёвром у Юпитера и прибытием к Урану примерно в 2044-м. Однако из-за нехватки плутония-238 (он нужен для ядерных батарей аппарата солнечные панели на таком расстоянии от Солнца бесполезны) сроки сдвинулись на вторую половину 2030-х. Путь займёт от 12 до 15 лет.

Есть и более смелая идея: использовать Starship от SpaceX, что теоретически может сократить перелёт вдвое. Но эти возможности пока не доказаны на практике.

Neptune Odyssey: удастся ли снова достичь Нептуна после 40-летней паузы

Для Нептуна тоже разработан концепт миссии Neptune Odyssey. По замыслу аппарат должен был стартовать в 2033 году и прибыть к Нептуну в 2049-м после 16-летнего перелёта. Он бы вышел на орбиту, сбросил зонд в атмосферу планеты и детально изучил Тритон захваченную карликовую планету из пояса Койпера, которая, возможно, скрывает под своей поверхностью океан.

Тритон спутник Нептуна с криовулканами и возможным подземным океаном (сгенерировано нейросетью).

Но на практике приоритет отдали миссии к Урану из соображений стоимости и логистики. А ближайшее окно для полёта к Нептуну открывается в начале 2030-х и не будет ждать вечно. Если запуск не состоится в это окно, следующего удобного положения планет придётся ждать ещё 1213 лет.

Китай тоже рассматривает собственную миссию к Нептуну с предполагаемым стартом в 2033 году. Так что в ближайшие годы может развернуться настоящая гонка к далёким ледяным мирам.

Что мешает вернуться к Урану и Нептуну: деньги, время и редкие окна запуска

Даже если деньги появятся завтра, подготовка такой миссии требует минимум десяти лет. Нужно спроектировать аппарат, построить его, испытать и запустить точно в нужное окно. А бюджет одной только миссии к Урану оценивается примерно в 4,2 миллиарда долларов. И это без учёта возможных задержек и перерасходов.

Добавьте к этому нестабильное финансирование NASA, конкуренцию с марсианскими и лунными программами и становится понятно, почему со времён Вояджера-2 к этим планетам никто не летал.

Но главный ограничивающий фактор сама физика. Планеты не ждут нас в удобных позициях: нужное расположение Юпитера складывается раз в десятилетие с лишним. Пропустишь окно и следующий шанс отправить быструю миссию наступит только в 2040-х.

В итоге перед нами удивительная ситуация: мы живём в эпоху марсоходов, космических телескопов и частных ракет, но два огромных мира на окраине нашей же системы остаются почти неизведанными. Ближайшие десять лет покажут, сможем ли мы наконец туда вернуться или ледяные гиганты останутся terra incognita ещё для одного поколения.

Последние комментарии