Η αποστολή Ουρανός που εκτοξεύτηκε από το SpaceX αποτελεί κορυφαία προτεραιότητα στη νέα δεκαετιακή έρευνα

Οι Εθνικές Ακαδημίες Επιστημών, Μηχανικής και Ιατρικής δημοσίευσαν την τελευταία τους Δεκαετή Έρευνα Πλανητικής Επιστήμης και Αστροβιολογίας, αποκαλύπτοντας μια σύσταση ότι η NASA δίνει προτεραιότητα στην ανάπτυξη μιας μεγάλης αποστολής στον Ουρανό για εκτόξευση με τον πύραυλο Falcon Heavy της SpaceX.

Γνωστή ως Uranus Orbiter and Probe, ή UOP, η πρόταση αποστολής βρίσκεται σε εξέλιξη από μια ομάδα επιστημόνων και μηχανικών της NASA, του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια και του Πανεπιστημίου Johns Hopkins για αρκετά χρόνια. Στην πραγματικότητα, μια πολύ παρόμοια έννοια κατέλαβε την τρίτη θέση στις κύριες συστάσεις της Δεκαετιακής Μελέτης των Ακαδημιών 2013-2022, υπογραμμίζοντας την κεντρική της σημασία και την πιθανή της αξία στα μάτια δεκάδων συμμετεχόντων στην έρευνα. Σύμφωνα με τους δημιουργούς του, στην πιο πρόσφατη επανάληψη του, το Uranus Orbiter and Probe έχει τη δυνατότητα να απαντήσει πλήρως ή εν μέρει σε 11 από τις 12 βασικές ερωτήσεις γύρω από τις οποίες χτίστηκε η τελευταία δεκαδική έρευνα.

Επιπλέον, η έρευνα υποδηλώνει έμμεσα ότι χωρίς μια συγκεκριμένη τεχνολογία, θα ήταν μια πλύση μεταξύ μιας αποστολής στον Ουρανό ή τον Ποσειδώνα. Αυτός είναι ο ακρογωνιαίος λίθος: ο πύραυλος Falcon Heavy της SpaceX.

Ενώ οι συντάκτες της έρευνας δεν αναφέρονται ρητά στο SpaceX στο πλαίσιο του UOP, δηλώνουν ότι «η αποστολή Ουρανός προτιμάται λόγω της ιδέας μιας συνολικής αποστολής που θα μπορούσε να υλοποιηθεί τη δεκαετία 2023-2032». Σε διαθέσιμα επί του παρόντος οχήματα εκτόξευσης. Στην πραγματικότητα, φαίνεται να υπάρχει μόνο ένα όχημα εκτόξευσης: το Falcon Heavy. Υπάρχουν τεχνικά άλλες τρεις εναλλακτικές: United Launch Alliance (ULA) Vulcan Centaur, Blue Origin New Glenn και Space Launch System (SLS) της NASA.

Το τροχιακό όχημα Europa Clipper της NASA —αρχικά εμφανίστηκε στο SLS αλλά αργότερα μεταφέρθηκε στο Falcon Heavy του SpaceX για να αποφευχθούν σημαντικές καθυστερήσεις εκτόξευσης—βοήθησε να αποδειχθεί ότι το SLS δεν ήταν βιώσιμο για αποστολές εκτός Artemis χωρίς τεράστιες βελτιώσεις στην παραγωγή και σημαντικές λύσεις ή αλλαγές σχεδιασμού. Αν και είναι ικανός από πολλές απόψεις, ο επαναχρησιμοποιούμενος πύραυλος New Glenn της Blue Origin φαίνεται να έχει πολύ κακή απόδοση εκτός της τροχιάς της Γης – πολύ χαμηλότερη από ό,τι απαιτεί το UOP – και είναι απίθανο να εκτοξευθεί πριν από το 2024 ή το 2025. Τα αναλώσιμα της New Glenn είναι επαρκή αλλά Blue Origin Ποτέ δεν ανέφερε την επιλογή, και ακόμη και τότε, η απόδοση του αναλώσιμου πυραύλου εξακολουθεί να υπολείπεται.

Τέλος, ο αναλώσιμος πύραυλος Vulcan Centaur της ULA δεν έχει ακόμη εκτοξευθεί και το ντεμπούτο του θα μπορούσε να γλιστρήσει εύκολα το 2023. Το πιο σημαντικό, σύμφωνα με επίσημες πληροφορίες που παρέχονται από την εταιρεία στη NASA Υπολογιστής απόδοσηςΑκόμη και η πιο ικανή παραλλαγή Vulcan (VC6) με έξι ενισχυτές στερεών πυραύλων (SRB) απλά δεν έχει την απόδοση που απαιτείται για την εκτόξευση του Uranus Orbiter and Probe (7235 kg / 15950 lb) σε επτά από τις προτιμώμενες διαδρομές της αποστολής. Για άλλα τρία δευτερεύοντα παράθυρα, Vulcan μπορώ Η εκτόξευση του UOP είναι δυνατή αλλά μόνο με τη συμπερίληψη της υποβοήθησης βαρύτητας της Αφροδίτης που θα απαιτούσε σημαντικές αλλαγές σχεδιασμού για την προστασία του διαστημικού σκάφους ενώ ταξιδεύει κοντά στον ήλιο.

Σύμφωνα με έναν υπολογιστή της NASA, ένας πλήρως αναλώσιμος πύραυλος Falcon Heavy με τυπική υποδοχή ωφέλιμου φορτίου μπορεί να εκτοξεύσει περίπου 8,5-10 τόνους (18.700-22.000 λίβρες) στις προτιμώμενες διαδρομές του UOP, αφήνοντας ένα πολύ υγιές περιθώριο για αύξηση βάρους του διαστημικού σκάφους ή κακή εκτόξευση και πιθανό να να είναι δυνατή. Μεγαλύτερη περίοδος λειτουργίας για κάθε ευκαιρία.

Εάν η NASA συμφωνήσει με τα συμπεράσματα της έρευνας, αποφασίσει να αναπτύξει ένα τροχιακό και ανιχνευτή Ουρανού και επίσης σχεδιάσει την αισιόδοξη υπόθεση των ακαδημιών για μέση αύξηση του προϋπολογισμού κατά περίπου 18% από το 2023 έως το 2032, οι εργασίες για ένα ευνοϊκό παράθυρο εκτόξευσης το 2031 θα μπορούσαν να ξεκινήσουν σοβαρά. ήδη από το 2024. Αποτελούμενο από έναν ανιχνευτή και έναν καθετήρα με το ίδιο όνομα, το UOP θα φτάσει σε τροχιά γύρω από τον Ουρανό στα τέλη του 2044 ή στις αρχές του 2045 και θα ζυγίζει περίπου πέντε μετρικούς τόνους (περίπου 11.000 λίβρες). Η αρχική επιστημονική αποστολή θα ξεκινήσει με την ανάπτυξη ενός μικρού ατμοσφαιρικού καθετήρα για την ανάλυση της σύνθεσης και της συμπεριφοράς της περίεργης ατμόσφαιρας του πλανήτη, η οποία θεωρείται ευμετάβλητη, επιρρεπής σε τεράστιες και βίαιες καταιγίδες και φιλοξενεί μερικούς από τους πιο ακραίους ανέμους του κόσμου. . Ηλιακό σύστημα. Ο ανιχνευτής ζυγίζει 270 κιλά (600 λίβρες) και αναμένεται να επιβιώσει για λίγες ώρες το πολύ.

Ωστόσο, ο ανιχνευτής θα συνεχίσει να περιοδεύει το σύστημα του Ουρανού για τουλάχιστον τέσσερα χρόνια, παρατηρώντας και μελετώντας τον γίγαντα των πάγων και τους δακτυλίους του, τη μαγνητόσφαιρά του και τα 27 φεγγάρια. Ο ίδιος ο Ουρανός βρίσκεται σε αυτή που μπορεί να είναι η πιο κοινή κατηγορία εξωπλανητών στο σύμπαν, καθιστώντας την προσεκτική μελέτη του ανεκτίμητη για την επιστήμη των εξωπλανητών στο σύνολό της. Είναι επίσης πιθανό – όπως πολλά φεγγάρια γύρω από τον Κρόνο και τον Δία – ένα ή περισσότερα από τα φεγγάρια του Ουρανού να έχουν ωκεανούς υγρού νερού που προκαλούνται από παλιρροιακή θέρμανση, προσθέτοντας στη λίστα των εξωγήινων σωμάτων που μπορεί να διαθέτουν κατοικήσιμα περιβάλλοντα ή εξωγήινη ζωή.

Η αποστολή Ουρανός που εκτοξεύτηκε από το SpaceX αποτελεί κορυφαία προτεραιότητα στη νέα δεκαετιακή έρευνα