Новолуние Нептуна только что было обнаружено
— Новости от 24 февраля 2019 года —
Новая луна Нептуна известна с 2013 года, но иногда требуется время, чтобы оформить открытие. Он был назван Гиппокамп. Эта луна очень маленькая, поэтому выглядит как астероид. Тем не менее, это может рассказать нам интересные вещи о прошлом лунной системы Нептуна.
Гиппокамп находится на орбите всего в 12 000 км от Протея, еще одна луна диаметром 400 км. Огромный ударный кратер наблюдался на поверхности протея, называемого Фарос. Мы можем представить, что Гиппокамп родился во время этого удара. Но пока еще трудно наблюдать за этими сложными системами.
Большое темное пятно появляется на Нептуне один или два раза в десятилетие
— Новости от 24 февраля 2019 года —
Когда космический корабль Voyager 2 пролетел над планетой Нептун, он сфотографировал большое темное пятно на экваторе. Это темное пятно никогда раньше не наблюдалось. Тогда предполагалось, что это было извечное явление, подобное большому красному пятну Юпитера. Но было невозможно наблюдать эволюцию темного пятна, потому что не было достаточно мощных телескопов.
В середине 1990-х годов, после коррекции зеркала космического телескопа Хаббла, мы наконец смогли точно наблюдать Нептун. Большое темное пятно, обнаруженное Voyager 2, исчезло. С того времени, темные пятна, иногда такие большие, как Земля, наблюдались, чтобы появляться и исчезать 5 раз на поверхности Нептуна. Поэтому это повторяющееся явление, которое будет происходить один или два раза в десятилетие.
Каждый раз темные пятна сопровождаются чистыми облаками. Фактически, облака, кажется, даже предшествуют появлению темных пятен. Например, мы начали наблюдать чистые облака в 2015 году, а через несколько лет появилось новое темное пятно. Эти темные пятна считаются большими вихрями, чем-то похожими на феномен Юпитера. Поскольку они появляются и исчезают быстро, это прекрасная возможность понять, как эти структуры образуются и рассеиваются.
Миссия в Нептун может быть начата в начале 2030-х годов, чтобы лучше узнать ее
— Новости от 31 января 2019 года —
Мы до сих пор не знаем много о Нептуне
Космический зонд Voyager 2 приблизился к Нептуну и Уран в конце 1980-х годов. В то время как у Юпитера и Сатурна были выделенные орбитальные аппараты, две другие планеты-гиганты Солнечной системы остаются почти неисследованными.
Нептун — ледяной гигант. Его атмосфера содержит большое количество летучих веществ, таких как вода или аммиак. Это дает Нептуну свой уникальный голубоватый цвет. Мы еще не до конца понимаем историю создания ледяного гиганта и механизмы, которые его оживляют. Тем не менее, большая часть экзопланет, которые мы обнаруживаем, принадлежит к этой категории.
Нептун в 17 раз больше массы Земли и имеет диаметр 50 000 километров. Дни на Нептуне длятся от 16 до 17 часов. Нептун с наклоном в 29 градусов очень похож на Марс или Землю. Нептун имеет 14 лун. Средняя температура Нептуна — самая низкая температура, которая была зарегистрирована на планете.
Расстояние является большой проблемой для изучения Нептуна, но есть решения
Нептун, как и Уран, совершенно неизвестен. Тем не менее, важно знать это, чтобы понять историю нашей солнечной системы и других систем. Они являются логически приоритетными объектами исследования. Проблема в том, что Нептун и Уран очень далеко от планеты Земля. Они в четыре раза дальше от Земли, чем Юпитер. Космическим зондам Галилео и Юноне потребовалось около пяти лет, чтобы выйти на орбиту вокруг газового гиганта. С нашими нынешними средствами мы не можем надеяться совершить такое путешествие в приемлемое время. Мы полагаем, что без маневренного маневра до Нептуна потребуется около 15 лет.
Однако есть орбитальная механика. Внешним планетам солнечной системы требуется несколько десятилетий, чтобы завершить свою орбиту. Поэтому они не часто должным образом выровнены, чтобы позволить такое путешествие, в лучшем случае несколько раз каждое столетие. Итак, мы представляем, что космический корабль, запущенный в направлении Нептуна, совершит по крайней мере маневр гравитационной помощи вокруг Юпитера. Это позволило New Horizons ускориться на 20 000 км / ч и сократить время в пути на 3 года до Плутона.
Но важно, чтобы космический зонд не использовал слишком большую скорость. Чтобы вывести космический зонд на орбиту одного из ледяных гигантов, он должен замедлиться по прибытии. Орбитальный маневр внедрения стоит больше топлива, когда космический зонд прибывает на высокой скорости. Проблема заключается в том, что космический зонд должен работать быстро, потому что длительные поездки влияют на надежность машин и эффективность плутония, который поставляет энергию. Если космический зонд идет слишком быстро, орбитальные маневры становятся слишком дорогими. Это уравнение было трудно решить для Кассини, который загрузил более трех тонн топлива для его орбитальной установки вокруг Сатурна, что сделало его одним из самых массивных космических зондов, когда-либо задуманных.
НАСА планирует начать миссию в Нептун и Уран в начале 2030-х годов
Самый простой способ достичь Нептуна — отказаться от идеи вывести космический зонд на орбиту и быть довольным полетом. Тогда достаточно набрать как можно большую скорость во время начальной тяги и совершать различные маневры гравитационной помощи. Тогда мы могли бы надеяться присоединиться к Нептуну и Урану через десять лет на относительно легком космическом корабле. Научные результаты, однако, будут довольно слабыми, поскольку мы будем воспроизводить только полет космического корабля Voyager 2. Мы должны сосредоточиться на Нептуне, пренебрегая его лунами.
Это представляет собой очень важную задержку по сравнению с научными результатами, которые мы могли бы получить. Такая миссия остается возможной с бюджетом чуть более 1,5 миллиарда долларов. Другое решение состоит в том, чтобы заплатить гораздо больше за проектирование космического корабля весом от 4 до 7 тонн, на то, чтобы присоединиться к одному из ледяных гигантов и выйти на орбиту потребуется 12-13 лет. После нескольких лет исследований на месте научные результаты обязательно будут более интересными.
В 2010 году НАСА заказало исследование по нескольким сценариям. Окно запуска, чтобы получить выгоду от гравитационной помощи Юпитера и присоединиться к Нептуну, находится между 2030 и 2034 годами. Мы можем представить себе двойной запуск двух космических кораблей для достижения двух целей. Это было бы возможно, если бы мы использовали тяжелую пусковую установку и согласились потратить много денег.
Чтобы поддерживать оптимальную производительность в RTG , вся миссия должна быть продлена максимум на 15 лет. Выбор движителя мог быть смешан с ионным движением во время первой части путешествия, а затем с химическим движением шести астрономических единиц Солнца.
На научные цели повлияет технологический выбор НАСА
НАСА определило 12 основных научных целей для такой миссии: понять внутреннюю структуру планеты, ее состав, измерить движения атмосферы, определить спутники и т. Д. Конечно, все эти цели требуют использования разные научные инструменты. Бюджет будет определять, запускать ли такую миссию с двумя крупными орбитальными аппаратами, запущенными одновременно на Нептун и Уран. Они могут быть оснащены атмосферным зондом, и в этом случае научные результаты могут быть огромными. Кажется более вероятным, что НАСА предпочтет сосредоточиться либо на Нептуне, либо на Уране из-за стоимости такой миссии. Возможно также, что космическое агентство США предлагает европейцам поработать с ними.
Какой бы вариант ни был выбран, миссия на Нептун или Уран потребует технологических решений. Система двойного движения потребует двойного источника питания, солнечных батарей и RTG, например. Решения, предложенные в исследовании, проведенном по заказу НАСА, требуют нескольких новых технологических разработок, которые могут позволить НАСА проверить их в ближайшем будущем. В начале 2021 года исследовательские приоритеты НАСА будут установлены на следующие 10 лет. Если исследование ледяных гигантов указано в приоритетах НАСА, то такая миссия может иметь большой бюджет, что позволило бы рассмотреть возможность отправки одного или двух орбитальных аппаратов на Нептун и Уран.
На Нептуне и Уране идет дождь с бриллиантами
— Новости от 29 августа 2017 года —
На Земле идет дождь. На Титане идет дождь жидкого метана. А на Уране и Нептуне идет дождь с бриллиантами. Предполагается, что бриллианты формируются в атмосфере этих газовых гигантов. Но в первый раз экстремальные погодные условия этих сред могли быть воссозданы на Земле. Исследователи из Стэнфордского университета находятся в начале эксперимента. Для имитации давления атмосферы газового гиганта использовались ультракороткие лазерные импульсы.
Целью этих лазеров был полистирол, содержащий водород и углерод. Теория состоит в том, что эти два элемента, будучи подвергнутыми температуре и достаточному давлению, могут образовывать алмаз. Это действительно то, что наблюдали исследователи, отвечающие за эксперимент. На Уране и Нептуне условия для образования алмазов будут происходить примерно в 8000 километрах от внешней границы атмосферы. Бриллианты сформировались бы через несколько тысяч лет и могли бы достичь веса в несколько миллионов каратов. Затем они перетекают в центр планеты. Поэтому мы представляем себе, что в основе этих газовых гигантов лежит огромное сокровище. К сожалению, это сокровище, которое останется навсегда недоступным, потому что условия давления и температуры, преобладающие в этих областях, подавят неосторожное приближение.
Однако метод, используемый исследователями в Стэнфордском университете, заслуживает того, что он может использоваться для синтеза искусственных алмазов. Эти скрытые алмазы никогда не видны, но понимание того, как они формируются, позволяет лучше понять, как работают газовые гиганты. Остается, например, узнать, что происходит с этими алмазами в более глубоких слоях планет. На Уране будет существовать цикл алмазов, сопоставимый с циклом воды на Земле.
У нашей собственной солнечной системы все еще много сюрпризов. Это также напоминает нам, что Уран и Нептун — все еще очень неизвестные миры. Над ними пролетел только космический зонд «Вояджер-2». Мы также очень мало знаем об их лунах. Жаль, чтобы эти миры были фантастическими без какого-либо космического зонда, чтобы сообщить нам. В настоящее время миссия не запланирована для Урана или Нептуна. Поэтому мы должны быть удовлетворены наблюдениями с помощью телескопов. Надеюсь, в один прекрасный день космическое агентство потрудится поставить космический зонд на орбиту вокруг одного из этих двух миров.
Основы о Нептуне
Нептун — восьмая планета в Солнечной системе. Он находится так далеко от Солнца, что для его вращения почти 165 лет. Нептун сопровождается как минимум четырнадцатью лунами. Мы можем обнаружить других, но, как и Уран, Нептун до сих пор изучался очень кратко. Атмосфера Нептуна очень активная. Это подметено регулярными штормами и сильными ветрами. Это единственная планета, которая была открыта в теории до того, как была открыта на практике, что является убедительным свидетельством эффективности ньютоновской механики.
Изображение NASA / Voyager 2 Team [Public domain], через Wikimedia Commons
источники
