Уран и его спутники станут следующей масштабной задачей для изучения космоса силами NASA. Экспедиция может стартовать к 2031 году. Но цели и задачи надо выбирать сегодня, для чего необходимо заново поднять и проанализировать все данные по системе Урана. Ведь только так можно создать необходимые научные инструменты для изучения этой планеты и её спутников. И новый анализ удивил — на спутниках Урана, вероятно, имеются подлёдные океаны.
Источник изображения: NASA/JPL-Caltech
Мимо Урана — седьмой планеты нашей системы — пролетал один единственный космический аппарат — «Вояджер-2». Он предоставил данные ещё в середине 80-х годов прошлого века. С тех пор наблюдения за Ураном и его спутниками велись только удалённо — с Земли и с её орбиты, хотя ряд межпланетных станций делали это с орбит Юпитера и Сатурна. Используя новый набор данных, а также наблюдения за лунами планет-гигантов, учёные создали и проверили новую модель строения спутников Урана.
Некоторые луны Юпитера и Сатурна уверенно демонстрируют признаки наличия на них глубоких — до многих десятков километров глубиной — океанов. Как раз сейчас в систему Юпитера направлен зонд JUICE для изучения его спутников и, в том числе, поиска признаков океанов на трёх крупнейших из них — Ганимеде, Европе и Каллисто. Эти признаки и данные также были использованы в новом моделировании, поскольку луны Юпитера, Сатурна и Урана могут иметь схожее геологические строения, и формировались в более-менее похожих условиях. Не учитывать такое было бы недальновидно.
Повторный анализ данных с космического аппарата НАСА «Вояджер-2» и новое компьютерное моделирование позволили специалистам NASA сделать вывод, что четыре крупнейшие луны Урана, вероятно, содержат океанический слой между ядром и ледяной корой. Это исследование стало первым, в котором подробно описывается эволюция внутреннего состава и структуры всех пяти крупных лун Урана: Ариэли, Умбриэли, Титании, Оберона и Миранды. По результатам работы делается вывод, что на четырёх из этих лун имеются океаны, глубина которых может составлять десятки километров.
У Урана известны 27 лун, четыре самых крупных из них — это Ариэль (1160 км в поперечнике), Умбриэль (1170 км), Оберон (1520 км) и Титания (1589 км). Давно считалось, что Титания, как самая крупная, могла сохранить достаточно внутреннего тепла от радиоактивного распада, чтобы поддерживать подлёдный океан тёплым и даже потенциально пригодным для поддержания в нём жизни. Остальные луны считались недостаточно большими для сохранения тепла и воды в жидкой фазе. Новая работа даёт надежду, что жидкие океаны могут быть также на трёх других крупных спутниках Урана. Следовательно, будущая миссия должна это учитывать и готовить соответствующие научные приборы.
Приборы в миссии к Урану должны уметь определять как химический состав вещества на поверхности планеты, так и заглянуть под её поверхность. Для твёрдой породы необходим один диапазон сканирования, для поиска воды — другая методика. Например, о наличии воды подо льдом можно судить по регистрации токов, которые создают магнитные поля спутников. Также спектральный анализ вещества на поверхности вблизи вероятных разломов расскажет о содержании недр и о химическом составе подлёдной воды.
Наконец, обнаружение относительно свежих разломов — это также верный признак тектонической активности лун и теплоты её недр (как вариант, наличие тёплого океана). Учитывая вновь вскрывшиеся возможности, NASA сможет лучше спланировать миссию к Урану.