آخرین باری که یک کاوشگر از غول یخی دوردست در سال 1986 بازدید کرد، با این حال یادگیری بیشتر در مورد این دنیای سرد می تواند چیزهای زیادی در مورد کهکشان به ما بگوید.
در شب 13 مارس 1781 ، ویلیام هرشل از طریق تلسکوپ خود در باغچه پشتی خود در خیابان نیو کینگ، باث، نگاه می کرد که متوجه یک جسم کم نور غیرمعمول در نزدیکی ستاره زتا تاوری شد. او چندین شب آن را مشاهده کرد و اشاره کرد که به آرامی در برابر ستارگان پس زمینه حرکت می کند. ستاره شناس ابتدا فکر کرد که یک دنباله دار پیدا کرده است اما بعداً آن را به درستی به عنوان یک سیاره دور شناسایی کرد. این سیاره که پس از آن اورانوس نام گرفت، اولین سیاره ای بود که از دوران باستان کشف شد. این دستاورد باعث شد که هرشل عضویت انجمن سلطنتی را به دست آورد، نشان شوالیه و شهرت ماندگار نجومی.
از آن زمان مطالعات نشان داده است که اورانوس دنیایی بسیار عجیب است. در حالی که بقیه سیارات منظومه شمسی مانند بالا می چرخند، اورانوس در کنار آن قرار دارد. و اگرچه دورترین سیاره از خورشید نیست، اما سردترین سیاره منظومه شمسی است.
اورانوس همچنین فصل هایی با قدر خارق العاده را تحمل می کند. هر قطب ده‌ها سال را در نور خورشید بی‌وقفه می‌گذراند، قبل از اینکه دهه‌ها تاریکی مطلق را تجربه کند. انسانی که در غروب خورشید در نزدیکی قطب به دنیا آمد و در تاریکی پاییزی ناپدید شد، باید 42 سال صبر کند تا اولین طلوع خورشید بهاری خود را ببیند. برای اندازه گیری خوب، اورانوس تنها سیاره ای است که از یک خدای یونانی به جای یک خدای رومی نامگذاری شده است. (اورانوس پدربزرگ زئوس بود.)
با وجود این موارد عجیب و غریب نجومی و افراط، به طور شگفت انگیزی تلاش کمی برای نزدیک شدن به اورانوس انجام شده است. تنها یک کاوشگر روباتی تا به حال از آن بازدید کرده است – در سال 1986 – زمانی که سفینه آمریکایی وویجر 2 در تور بزرگ خود از منظومه شمسی عبور کرد. این یک دنیای عظیم، بی خاصیت و آبی کم رنگ با جوی از هیدروژن، هلیوم و متان، خانواده ای غنی از قمرها و میدان مغناطیسی قدرتمندی را نشان داد. و همین بوده است.
با این حال، چنین توجه جزئی در شرف تغییر است. اوایل سال جاری، آکادمی ملی علوم ایالات متحده گزارشی را منتشر کرد که در آن از ناسا خواست تا یک کاوشگر اورانوس را به عنوان بالاترین اولویت ماموریت خود در دهه آینده پرتاب کند. آکادمی هر 10 سال یک بار گزارشی در مورد اولویت های ایالات متحده در اکتشافات سیاره ای منتشر می کند و هر بررسی ده ساله تأثیر بسیار زیادی دارد – به این معنی که ناسا اکنون تحت فشار زیادی برای طراحی و تأمین مالی چنین مأموریتی است.
به نوبه خود، علاقه مندان به اورانوس خوشحال هستند. پروفسور لی فلچر از دانشگاه لستر می گوید: «این یک خبر فوق العاده است. «مکان‌های کمی در منظومه شمسی باقی مانده‌اند که ما کمتر از اورانوس در مورد آنها می‌دانیم. سیارات درونی بارها توسط کاوشگرها بازدید شده است و مشتری و زحل نیز همینطور. حتی پلوتون کوچک و دوردست نیز مورد بررسی قرار گرفته است. بنابراین یک ماموریت اورانوس شکاف فاحشی را در دانش ما از فرآیندهایی که منظومه شمسی ما را شکل داده اند پر خواهد کرد.
ستاره شناسان سیارات خورشید را به سه دسته اصلی تقسیم می کنند. عطارد، زهره، زمین و مریخ، سیارات صخره‌ای درونی که به دور خورشید می‌چرخند، وجود دارند. سپس، غول‌های گازی مشتری و زحل، جهان‌های عظیمی هستند که بیشتر از هیدروژن و هلیوم ساخته شده‌اند. در نهایت، در لبه منظومه شمسی، اورانوس و شریک آن نپتون قرار دارند که به ترتیب دومین و دورترین سیاره از خورشید هستند. این دو غول یخی به این دلیل نامیده می شوند که جرم دارند (البته به اندازه مشتری و زحل نیستند) و از مواد یخی تشکیل شده اند. مهمتر از همه، آنها دارای فراوانی زیادی از متان، آب و سایر مولکول های یخ ساز در اتمسفر و فضای داخلی خود هستند. (فراتر از این دنیاها پلوتو قرار دارد که در سال 2006 توسط اتحادیه بین المللی نجوم به طور رسمی به عنوان یک سیاره از طبقه بندی خارج شد و دوباره به عنوان یک سیاره کوتوله طبقه بندی شد.)
این ویژگی‌ها همیشه جالب تلقی می‌شدند، اما به اندازه کافی جذاب نبودند که مستحق توجه خاص باشند – تا زمانی که ستاره‌شناسان شروع به مطالعه جهان‌های اطراف ستاره‌های دیگر کردند و دریافتند غول‌های یخی مانند اورانوس و نپتون در همه جا هستند. فلچر می‌افزاید: «این واقعاً جالب است: وقتی به سیارات اطراف ستاره‌های دیگر نگاه می‌کنیم، متوجه می‌شویم که بسیاری از آنها شبیه اورانوس و نپتون هستند. یا همانطور که جاناتان فورتنی، دانشمند سیاره‌شناسی در دانشگاه کالیفرنیا سانتا کروز می‌گوید: «طبیعت دوست دارد سیاره‌هایی با این اندازه بسازد».
اینکه چرا غول های یخی در کهکشان ما گسترده شده اند، مشخص نیست. فلچر می‌گوید: «با این حال، واضح است که چیز مهمی در مورد سیاراتی مانند اورانوس و نپتون وجود دارد. و مهمتر از همه، ما دو نمونه عالی از آنها داریم، رایج ترین سیارات کهکشان، درست اینجا در منظومه شمسی. با این حال ترکیب، ماهیت و منشأ آنها یک راز نسبی باقی مانده است. وقت آن است که آن را درست کنیم.»
با این حال، اصلاح این حذف سیاره ای آسان نخواهد بود. اورانوس با فاصله متوسط 1.8 میلیارد مایل (2.8 میلیارد کیلومتر) به دور خورشید می چرخد. نپتون در 2.8 میلیارد مایل (4.5 میلیارد کیلومتر). بنابراین نزدیکی نسبی اولی به زمین آن را به هدف مطلوب تبدیل می کند. با این وجود، ماموریت اورانوس برای رسیدن به هدف خود – به شکل کمک گرانشی مشتری – همچنان به کمک نیاز دارد. این نوع مانور در ماموریت های دیگر در منظومه شمسی ما استفاده شده است و شامل یک فضاپیما است که بر فراز سیاره ای قرار دارد که در مسیر آن قرار دارد. کپسول از این برخورد نزدیک انرژی می گیرد و بنابراین می تواند وسایل و سوخت بیشتری را نسبت به آنچه در غیر این صورت ممکن بود حمل کند. بنابراین، قرار ملاقات با مشتری منجر به کاوشگر اورانوس می‌شود که با سوخت بیشتر در کشتی، می‌تواند اورانوس را برای مدت طولانی‌تری با مجموعه‌ای از ابزارهای پیچیده‌تر کاوش کند.
اما زمان بندی تنگ است. مکانیک آسمانی حکم می کند که ماموریت اورانوس باید در سال 2031 یا 2032 پرتاب شود تا در زمان مناسب به مشتری برسد تا از آن برای کمک گرانشی استفاده کند. این به ناسا یک دهه فرصت می دهد تا این کاوشگر را طراحی کند، 4 میلیارد دلار (3.3 میلیارد پوند) یا بیشتر را که برای ساخت آن نیاز است، جمع آوری کند، ساخت آن را تکمیل کند و سپس آن را در سفر 13 ساله خود راه اندازی کند. با توجه به این فشارها و علاقه گسترده به کاوش در غول های یخی، این پروژه تقریباً به طور قطع شامل مشارکت سایر سازمان ها مانند آژانس فضایی اروپا خواهد بود.
بیشتر ایده‌ها برای این مأموریت، یک سفینه اصلی را در نظر می‌گیرند که به دور اورانوس می‌چرخد، سیاره را بررسی می‌کند و گهگاه در نزدیکی برخی از قمرها و حلقه‌های آن برای بازرسی دقیق تاب می‌خورد. همچنین می‌توان یک کاوشگر همراه را برای مطالعه ترکیب آن در جو اورانیا انداخت.
جدای از یافتن شواهدی که ممکن است توضیح دهد چرا غول های یخی در اطراف ستارگان دیگر رایج هستند، هدف این ماموریت حل بسیاری از اسرار دیگر درباره اورانوس است. چرا این سیاره تا این حد سرد است و چرا محور چرخش آن به طرفین متمایل شده است، تقریباً به صفحه مدارش به دور خورشید، پدیده ای که به این معنی است که قطب شمال و جنوب آن جایی است که بیشتر سیارات دیگر استوای خود را دارند؟
پروفسور پاتریک ایروین، فیزیکدان از دانشگاه آکسفورد، می گوید: «یک نظریه این است که یک شی بسیار بزرگ – شاید یک سیارک عظیم – در گذشته به اورانوس برخورد کرده و آن را به زمین زده است. چنین رویدادی همچنین ویژگی عجیب دیگری را در مورد اورانوس توضیح می‌دهد: به نظر می‌رسد که تقریباً هیچ گرمای داخلی از شکل‌گیری آن باقی نمانده است و آن را به سردترین سیاره در منظومه شمسی تبدیل می‌کند.
مشتری، زحل و حتی نپتون هنوز مقداری گرمای داخلی دارند و انرژی بیشتری نسبت به آنچه از خورشید جمع آوری می کنند به فضا منتشر می کنند. اما اورانوس نه. به نظر می رسد تمام گرمای درونی آن ناپدید شده است، احتمالاً به این دلیل که آن ضربه عظیم آن را از درون به بیرون تبدیل کرد به طوری که محتویات داخلی داغ آن به بیرون ختم شد و گرمای آن به سرعت به فضا پرتاب شد. ما به یک تحقیق برای حل مسائلی از این دست نیاز داریم.»
باید دید که آیا ناسا می تواند به اندازه کافی سریع عمل کند تا ماموریتی به پیچیدگی مورد نیاز برای مطالعه اورانوس بسازد و راه اندازی کند. بسیاری از ستاره شناسان در مورد فشرده بودن جدول زمانی عصبی هستند – اگرچه یک پرتو نور وجود دارد. در سال 2011، آکادمی ملی علوم آخرین نظرسنجی دهه‌ای خود را منتشر کرد و از ناسا خواست که برای 10 سال آینده ابتدا بر روی یک مأموریت به مریخ تمرکز کند تا شروع به جمع‌آوری سنگ‌ها برای بازگشت به زمین کند، و دوم روی کاوشگری که قرار است به زمین ارسال شود. اروپا، قمر یخی مشتری، برای دیدن اینکه آیا ممکن است در آن حیات وجود داشته باشد یا خیر. یک دهه بعد، روبات مریخ نورد آمریکایی Perseverance کار قبلی را آغاز کرده است، در حالی که ناسا اروپا Clipper قرار است در سال 2024 پرتاب شود. فلچر می گوید: «این نشان می دهد که می توان به این مهلت ها عمل کرد و ما را امیدوار می کند.
باید دید برنامه‌های ماموریت اورانوس چگونه پیش می‌رود – اگرچه یک کد جالب در داستان انتخاب این سیاره به عنوان مقصد اصلی وجود دارد. آکادمی ملی علوم به عنوان نامزد ثانویه خود برای یک ماموریت شاخص در 10 سال آینده توصیه کرده است که یک فضاپیما باید به انسلادوس فرستاده شود. این قمر کوچک زحل به طرز شگفت انگیزی رفتار می کند. توده‌های آب غنی از ارگانیک را به فضا پرتاب می‌کند و آن را به یک کاندید ایده‌آل برای نمونه‌برداری به منظور جستجوی میکروب‌ها یا دیگر اشکال اولیه حیاتی که ممکن است در ماه کوچک وجود داشته باشند تبدیل می‌کند.
ماموریت به انسلادوس دارای بسیاری از پیچیدگی‌هایی است که شیطان برای هر مأموریتی به یک غول گازی یا یخی دور برنامه‌ریزی می‌کند. با این حال، به روشی قابل توجه به کاوشگر پیشنهادی اورانوس نیز متحد شده است. انسلادوس در سال 1789 توسط شخصیتی کمتر از ویلیام هرشل کشف شد.

یک سنگ یادبود ماه آینده در باغ 19 خیابان نیو کینگ، باث، به منظور مشخص کردن نقطه ای که ویلیام هرشل تلسکوپ دست ساز خود را در آن قرار داده و برای اولین بار اورانوس را دید، رونمایی خواهد شد. این رویداد – در 25 اوت – بخش مهمی از جشن‌ها را تشکیل می‌دهد که این آخر هفته به مناسبت دویستمین سالگرد مرگ این ستاره شناس آلمانی‌تبار آغاز شد.
هرشل در 25 اوت 1822 درگذشت، و نمایشگاه جدید در خانه او – که اکنون موزه نجوم هرشل است – شامل کتاب رصد او می شود که در آن یادداشت هایی از شبی که برای اولین بار اورانوس را مشاهده کرد، نوشت. همچنین کاتالوگی از ستارگان ثبت شده توسط خواهرش کارولین، اخترشناس حرفه ای، کاشف پرکار دنباله دارها، و اولین زنی که به عنوان دانشمند حقوق دریافت می کند، به نمایش گذاشته خواهد شد.
ویلیام هرشل همچنین نوازنده ای با استعداد بود و می توانست ابوا، ویولن، هارپسیکورد و ارگ بنوازد و کنسرتوها و سمفونی های متعددی بسازد. دستاوردهای علمی او شامل اولین تشخیص تابش مادون قرمز است. مشاهده که کلاهک های قطب مریخ در فصل های مختلف متفاوت است. و کشف بعدی قمرهایی که قبلاً در اطراف زحل مشاهده نشده بودند.
با این حال، کشف اورانوس ادعای اصلی او برای شهرت است. جالب است که هرشل در ابتدا می‌خواست آن را به نام حامی خود، پادشاه جورج سوم، نامگذاری کند، که می‌توانست آن را جورجیوم سیدوس یا ستاره جورج بسازد. با این حال، این نام به طور گسترده ای در خارج از انگلستان مورد پسند قرار نگرفت و در نهایت نام اورانوس مورد توافق قرار گرفت – اگرچه تا اواسط قرن نوزدهم مورد پذیرش کامل بین المللی قرار نگرفت.

source

توسط artmisblog