تلاش برای شناخت سیاره‌های غول‌پیکر منظومه شمسی/ مهم‌ترین چالش‌ در مسیر شناخت اورانوس و نپتون چیست؟

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، سیاره‌های غول‌پیکر اورانوس، زحل، مشتری و نپتون برخی از شگفت‌انگیزترین اجرام منظومه شمسی هستند و تحقیقات در مورد این سیاره‌ها به منظور ارتقای آگاهی بشر از کیهان اهمیت زیادی دارد.

با وجود اهمیت بالای این سیاره‌ها به دلیل فاصله زیاد از زمین و شرایط جوی نامساعد ماشین‌های تحقیقاتی نتوانسته‌اند وارد آن‌ها شوند و به همین دلیل اطلاعات بسیار کمی در مورد غول‌های منظومه شمسی به‌ویژه سیاره‌های اورانوس و نپتون وجود دارد. حال محققان برای کشف ناشناخته‌های منظومه شمسی دور جدیدی از تحقیقات را آغاز کرده و قصد دارند اطلاعات گسترده‌ای در مورد سیاره‌های زحل، مشتری، اورانوس و نپتون به‌دست آورند.

سیاره‌های غول‌پیکر به کدام سیارات گفته می‌شود؟

بر خلاف سیاره‌های سنگی در سیارات غول‌پیکر گازی امکان فرود هیچ ماشین تحقیقاتی وجود ندارد زیرا فشار جو در این سیاره‌ها به حدی بالاست که هر جرمی پس از وارد شدن به آن‌ها فوراً خرد می‌شود. به طور کلی دو نوع سیاره غول‌پیکر در منظومه شمسی وجود دارد که شامل سیاره‌های گازی و غول‌های یخی است. مشتری و زحل بزرگ‌ترین غول‌های گازی منظومه شمسی هستند. این دو سیاره بیشتر از گازهای هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند و برخی دانشمندان معتقدند این سیاره‌ها هسته سنگی کوچکی دارند. به طول دقیق‌تر زحل و مشتری دارای دولایه هستند که لایه بیرونی کاملاً به حالت گاز و لایه درونی در حالت نیمه مایع قرار دارد.

بیشتر بخوانید:

سفر به مریخ، طولانی و مرگبار/ چقدر زمان برای سفر ایمن به سیاره سرخ لازم است؟

اورانوس و نپتون نیز دارای لایه بیرونی به حالت گاز و هسته سنگی هستند. اما لایه داخلی آن‌ها از حدود ۶۵ درصد آب و یخ تشکیل شده است. البته منظور از آب در اورانوس و نپتون، شکل زمینی این مایع نیست بلکه آب در این سیاره‌ها متان و آمونیاک مایع است.

انجام هر نوع مأموریتی در سیاره‌های غول‌پیکر منظومه شمسی بسیار دشوار است با این حال در گذشته تلاش‌هایی برای شناخت این سیاره‌ها صورت گرفته است. ناسا در سال ۲۰۱۱ فضاپیمای روباتیک جونو را به سمت سیاره مشتری پرتاب کرد. این فضاپیمای تحقیقاتی در سال ۲۰۱۶ به مدار مشتری رسید و هنوز نیز به دور این غول گازی می‌چرخد. فضاپیمای جونو انرژی مورد نیاز خود را از خورشید تأمین می‌کند. همچنین آژانس فضایی اروپا با همکاری ناسا فضاپیمای کاسینی-هویگنس را به مدار سیاره زحل فرستاد. هفت سال طول کشید تا این فضاپیما به مدار زحل برسد و ۱۳ سال در اطراف این سیاره مأموریت تحقیقاتی انجام داد.

فضاپیمای کاسینی-هویگنس مجهز به یک کاوشگر بود که پس از قرارگیری در مدار زحل برای کسب اطلاعات از قمرهای این سیاره به سمت سیاره تیتان پرتاب شد. کاسینی-هویگنس در پانزده سپتامبر ۲۰۱۷ برای جلوگیری از برخورد کنترل نشده با ماه‌های کیوان(به خصوص تیتان) و احتمال آلودگی یا نابودی هرگونه زیست فرازمینی در آن‌ها، با استفاده از آخرین مقادیر سوخت باقیمانده به درون جو زحل سقوط کرد.

به دلیل فاصله زیاد سیاره‌های اورانوس و نپتون با زمین مدت رسیدن فضاپیما به آن‌ها بسیار طولانی است و تاکنون هیچ مأموریت اختصاصی برای شناخت این دو سیاره صورت نگرفته است.

سفری پیچیده و طولانی

آخرین و تنها فضاپیمایی که توانسته است از غول‌های یخی منظومه شمسی اطلاعات به‌دست آورد وویجر ۲(Voyager 2) بود. این فضاپیما با هدف مطالعه روی سیاره‌های خارجی منظومه شمسی و فضای میان‌ستاره‌ای در سال ۱۹۷۷ به فضا پرتاب شد و با گذشت بیش از ۴۴ سال از زمان آغاز مأموریت این فضاپیما همچنان اطلاعات به زمین مخابره می‌کند. قطعاً رسیدن به این سیاره‌ها آسان نیست و اگر تا سال ۲۰۳۴ فضاپیمایی به سمت غول‌های گازی منظومه شمسی پرتاب کنیم یازده تا پانزده سال طول می‌کشد تا این ماشین‌ها به نزدیکی اورانوس و نپتون برسند.

یکی از اساسی‌ترین مشکلات در مسیر پرتاب فضاپیما به سمت اورانوس و نپتون تأمین انرژی مورد نیاز این ماشین‌ها است. فضاپیمای جونو هم اکنون دورترین جرم ساخته دست انسان‌هاست که از انرژی خورشید برای تأمین نیرو مورد نیاز موتور خود استفاده می‌کند. فاصله این فضاپیما به خورشید نسبت به فاصله زمین تا این ستاره پنج برابر بیشتر است و از همین رو سلول‌های خورشیدی جونو قادر به ذخیره‌سازی مقدار اندکی انرژی هستند. باتوجه به اینکه اورانوس و نپتون ۲۰ تا ۳۰ برابر نسبت به زمین از خورشید دورتر هستند تنها می‌توان از تجزیه رادیواکتیو پلوتونیم برای تأمین نیروی ماشینی که قرار باشد به سمت این دو سیاره حرکت کند استفاده کرد.

استفاده از این نوع سوخت خطرات زیادی در پی دارد زیرا ممکن است در هنگام مأموریت مواد رادیواکتیوته به تجهیزات داخلی فضاپیما آسیب زده و پروژه تحقیقاتی شکست بخورد. دیگر چالش سازمان‌های فضایی برای شناخت غول‌های یخی افزایش بیش از اندازه دمای فضاپیما هنگام ورود به مدار این سیاره‌ها است. سخت‌ترین شرایط که تاکنون یک ماشین تحقیقاتی تجربه کرده مربوط به فضاپیمای گالیله است. سرعت این فضاپیما پس از ورود به مدار مشتری به ۴۷.۵ کیلومتر بر ثانیه رسید و دمای سطح آن در چنین سرعتی برابر با ۱۶ هزار درجه سانتی‌گراد بود. با وجود تمامی پیشرفت‌هایی که در صنعت فضایی صورت گرفته است دانشمندان پیشنهاد داده‌اند سرعت ورودی کاوشگرهایی که در آینده به سمت اورانوس و نپتون پرتاب می‌شوند به ترتیب ۲۲ و ۲۶ کیلومتر بر ساعت باشد.

گام‌هایی بلند برای کسب اطلاعات از ناشناخته‌های منظومه شمسی

طبق برنامه اعلام شده از سوی ناسا در سال ۲۰۲۴ مأموریتی برای شناخت دقیق سیاره اروپا(قمر مشتری) را آغاز می‌شود. دانشمندان حدس می‌زنند اقیانوسی از آب زیر سطح یخی این سیاره وجود دارد و در سال ۲۰۲۶ نیز قرار است فضاپیمایی با هدف ردیابی حیات فرازمینی احتمالی در سیاره تیتان(قمر زحل) به سمت این سیاره پرتاب شود. آژانس فضایی اورپا نیز قصد دارد در آینده نزدیک مأموریت ویژه‌ای برای کشف اسرار اورانوس و نپتون را آغاز کند ولی مدیران این سازمان هنوز جزئیات این پروژه بزرگ را اعلام نکرده‌اند. انتظار می‌رود برنامه‌ریزی برای انجام این مأموریت تا سال ۲۰۲۵ تکمیل شود.

بیشتر بخوانید:

رمزگشایی از رازهای جهان هستی با هوش مصنوعی/ ماشین‌های هوشمند از دورترین نقاط کیهان می‌گویند

یکی از اهداف دانشمندان در مأموریت شناخت اورانوس و نپتون مطالعه گرمایی است که از این دو سیاره آزاد می‌شود و باعث کاهش بیشتر دمای سطح آن‌ها شده است. هم اکنون دمای سطح اورانوس و نپتون به طور متوسط ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد زیر صفر است. البته این انتشار گرما تنها مختص به اورانوس و نپتون نیست و تمامی سیاره‌های غول‌پیکر منظومه شمسی در حال از دست دادن گرما هستند. قطعاً در آینده نه چندان دور انسان‌ها با به‌کارگیری تجهیزات پیشرفته اطلاعاتی دقیق از غول‌های گازی و یخی منظومه شمسی به‌دست می‌آورند.

انتهای پیام/۴۱۴۴