Planetarni znanstveniki obupno potrebujejo nove študije Urana in Neptuna, saj ti ledeni velikanski svetovi niso bili obiskani od misije Voyager v poznih osemdesetih letih prejšnjega stoletja. Če se pojavi vesoljsko plovilo, ki bo postalo vir informacij o teh planetih, bo lahko pogledalo tudi veliko globlje v vesolje. Z natančnim spremljanjem sprememb v radijskih signalih enega ali več takšnih vesoljskih plovil bi lahko astronomi potencialno opazili valovanje gravitacije, ki ga povzročajo nekateri najbolj nasilni dogodki v vesolju.
Edine bližnje slike Urana in Neptuna, ki jih imamo, so iz vesoljskega plovila Voyager 2, ki je letelo mimo teh planetov v poznih osemdesetih letih. Od takrat smo pošiljali sonde na Merkur, misije na Jupiter in Saturn, zbirali vzorce asteroidov in kometov ter izstreljevali rover za roverjem na Mars.
Ampak ne Uran ali Neptun. Celotna generacija planetarnih znanstvenikov jih je lahko preučevala samo z zemeljskimi teleskopi in občasnimi utrinki iz vesoljskega teleskopa Hubble. Edina zamuda je, da je zaradi velike razdalje do Neptuna in Urana tam neverjetno težko izstreliti tovor.
Če bi v začetku leta 2030 izstrelili misijo z dovolj zmogljivo raketo, kot je NASA Space Launch System, bi lahko misija dosegla Jupiter v slabih dveh letih. Eno vesoljsko plovilo bi se lahko razdelilo na dve komponenti, ena bi bila namenjena proti Uranu (dosegla bi ga leta 2042) in druga proti Neptunu (ki bi dosegel svojo orbito leta 2044). Ko so enkrat na svojem mestu, lahko ti orbiteri s srečo obdržijo svojo postajo več kot 10 let, tako kot je to storila znamenita misija Cassini na Saturnu.
Dodatne študije
Med dolgim potovanjem do teh ledenih krajev lahko iste vesoljske sonde ponudijo tudi vpogled v zelo drugačno vrsto znanosti – gravitacijske valove. Na Zemlji fiziki odbijajo laserske žarke vzdolž tirnic, dolgih nekaj milj, da bi izmerili dolžino gravitacijskih valov. Ko gredo valovi (ki so valovi v tkivu samega prostora-časa) skozi Zemljo, izkrivljajo predmete tako, da jih izmenično stiskajo in raztezajo. Znotraj detektorja se ti valovi rahlo spreminjajo v dolžino med oddaljenimi zrcali, pri čemer na pot svetlobe v observatorijih gravitacijskih valov vplivajo na majhno količino (običajno manj kot širina atoma).
Pri radijski komunikaciji z oddaljeno vesoljsko misijo nazaj na Zemljo je učinek podoben. Če gre gravitacijski val skozi sončni sistem, spremeni razdaljo do vesoljskega plovila, zaradi česar je sonda nekoliko bližje nam, nato bolj oddaljena in spet bližje. Če bi vesoljsko plovilo ves čas svojega leta oddajalo, bi opazili Dopplerjev premik v frekvenci njegove radijske komunikacije. Če bi dve taki vesoljski plovili delovali hkrati, bi astronomi lahko natančneje opazovali ta premik.
Z drugimi besedami, te oddaljene vesoljske sonde lahko opravljajo dvojno nalogo kot največji svetovni observatoriji gravitacijskih valov.
Največja tehnološka ovira je zmožnost merjenja radijske frekvence vesoljskega plovila z neverjetno visoko natančnostjo. Naša sposobnost merjenja bi morala biti vsaj 100-krat boljša, kot bi jo lahko dosegli med Cassinijevim preletom Saturna.
Sliši se zapleteno, vendar so minila desetletja, odkar je bil zasnovan Cassini, in nenehno izboljšujemo svojo komunikacijsko tehnologijo. In zdaj fiziki razvijajo lastne vesoljske detektorje gravitacijskih valov, kot je Laser Interferometer Space Antenna (LISA), ki bo tako ali tako zahteval podobno tehnologijo. Ker je misija ledenega velikana oddaljena skoraj deset let, bi lahko vložili še več sredstev v razvoj potrebnih tehnologij.
Če lahko presežemo to raven občutljivosti, bo izjemna dolžina te "roke" detektorja gravitacijskih valov (dobesedno milijardekrat daljša od naših trenutnih detektorjev) lahko zaznala številne ekstremne dogodke v vesolju.
Preberite tudi: