Какие методы можно использовать для выявления подповерхностных океанов на пяти крупнейших спутниках Урана: Ариэле, Умбриэле, Титании, Обероне и Миранде? На этот вопрос пытается ответить недавнее исследование, представленное на 56-й Конференции по изучению Луны и планет (LPSC 2025). В исследовании команда учёных из Лаборатории реактивного движения NASA (JPL) рассматривала возможность использования радионаучных методов в рамках концепции миссии «Uranus Orbiter and Probe» (UOP), которая была определена как приоритетная миссия класса Flagship в Обзоре планетарной науки на 2023–2032 годы.
Методы исследования
Для исследования учёные использовали сочетание моделирования внутреннего строения пяти крупнейших спутников Урана и компьютерных моделей, касающихся того, как UOP может проводить исследования гравитации и радионаучные (GRS) исследования в ходе своей потенциальной миссии.
Целью было определить статистическую вероятность выявления подповерхностных океанов на пяти крупнейших спутниках Урана, опираясь на прошлые исследования, которые помогли обнаружить подповерхностные океаны на Титане, Энцеладе и Европе. Это включало использование колебаний планетарного тела, называемых либрациями, при его движении по орбите вокруг планеты для анализа его внутренних характеристик, в частности подповерхностного океана.
Результаты исследования
Исследование отмечает: «Сочетая радионауку с оптическими данными, мы обнаруживаем, что в некоторых случаях можно определить амплитуды либраций с точностью, близкой к той, которая требуется для выявления наличия глобального океана, которая составляет порядка нескольких десятков метров для тонких оболочек. Если у спутников более толстые оболочки, обнаружение глубокого океана с помощью измерений либраций маловероятно».
Планы по миссии UOP
Миссия UOP была определена как приоритетная миссия класса Flagship в Обзоре планетарной науки на 2023–2032 годы и в настоящее время запланирована к запуску в 2030-х годах с прибытием к Урану в 2040-х годах.
Помимо радионаучных экспериментов, UOP будет оснащена набором инструментов, предназначенных для изучения магнитного поля Урана, энергетических частиц, плазмы и инфракрасной спектрометрии, а также традиционными камерами для съёмки. Кроме того, UOP будет оснащена атмосферным зондом, предназначенным для отбора проб атмосферы Урана, чтобы получить более полное представление о её структуре и составе.
Причины для реализации миссии UOP
Одной из причин, по которой реализуется миссия UOP, является то, что единственным космическим аппаратом, посетившим Уран и его спутники, является NASA Voyager 2, который пролетел мимо системы Урана в январе 1986 года. Во время этого краткого пролёта Voyager 2 сделал невероятные и детальные снимки Урана и его многочисленных спутников, в частности пяти крупнейших: Ариэля, Умбриэля, Титании, Оберона и Миранды.
Несмотря на эту краткую встречу и ограниченный набор данных, эти спутники продолжают изучаться учёными и сегодня.
Дополнительная информация
Обзор планетарной науки проводится раз в десятилетие с участием ведущих учёных-планетологов с целью определения приоритетов научных миссий и задач на следующее десятилетие. Помимо выбора UOP в качестве приоритетной миссии класса Flagship, обзор также определил Enceladus Orbilander как миссию второго приоритета, учитывая, что Энцелад является основной целью для исследований в области астробиологии с его подповерхностным океаном.
Несмотря на то, что до запуска UOP ещё много лет, исследования, подобные этому, могут помочь учёным, инженерам и следующему поколению студентов разработать ключевые научные вопросы и задачи на долгосрочную перспективу. Это включает в себя вопрос о том, есть ли на пяти крупнейших спутниках Урана подповерхностные океаны, подобные Европе и Энцеладу, несмотря на то, что они находятся так далеко от Солнца.
Какие процессы могли бы быть ответственны за существование этих океанов, и можно ли там найти жизнь? Эти и другие вопросы будут стимулировать UOP к осуществлению следующего этапа научных исследований в следующем десятилетии и далее.
Предоставлено Universe Today