ارسال کاوشگر به سیاره اورانوس اولویت اصلی دانشمندان علوم سیاره‌ای در دهه پیش‌ رو است

جامعه‌ی علوم فضایی به‌طور جدی فکر می‌کند که زمان مطالعه‌ی عمیق سیاره اورانوس فرارسیده است. براساس گزارشی جدید که دانشمندان سیاره‌ای از سرتاسر ایالات متحده تهیه کرده‌اند، ارسال کاوشگر میان‌سیاره‌ای برای مطالعه‌ی این سیاره‌ی غول‌پیکر یخی باید اولویت اصلی اکتشافات فضایی در دهه‌ی‌ آتی باشد.

به‌طور مشخص دانشمندان از ناسا می‌خواهند برای کاوش اورانوس، مدارگرد و کاوشگر بسازد. طرح مفهومی این مأموریت با نام UOP شامل پرتاب فضاپیما به مدار پیرامون اورانوس به‌همراه کاوشگری خواهد بود که درون جوّ این سیاره فروخواهد رفت. دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که اگر مهندسان کار روی چنین مأموریتی را تا سال آینده آغاز کنند، پرتاب آن را در اوایل دهه‌ی ۲۰۳۰ شاهد خواهیم بود.

اگر مأموریت UOP به‌نتیجه برسد، می‌تواند پیچیده‌ترین جزئیات ممکن را درباره‌ی اورانوس، این جهان عمدتاً ناشناخته، ارائه دهد. تنها فضاپیمایی که تاکنون از اورانوس بازدید کرده است، مأموریت وویجر ۲ ناسا بود که در سال ۱۹۸۶ با پرواز از کنار این سیاره به فاصله‌ی تقریباً ۸۱٬۶۰۰ کیلومتری از ابرهای آن رسید.

وویجر ۲ از برخی اسرار شگفت‌انگیز درباره‌ی اورانوس پرده برداشت و قمرهای جدید و حلقه‌های پیرامون این سیاره را کشف کرد. بااین‌حال، بازدید وویجر ۲ از اورانوس چندان طولانی‌مدت نبود. این فضاپیما با سرعت محدوده‌ی بیرونی منظومه‌ی شمسی را درنوردید و درنهایت عازم فضای میان‌ستاره‌ای شد.

مدارگرد و کاوشگر به‌همراه یکدیگر می‌توانند دانش ارزشمند بیشتری درباره‌ی اورانوس ارائه دهند. مهم‌تر از همه، آن‌ها می‌توانند بگویند اورانوس دقیقاً از چه چیز ساخته شده است. دانشمندان فکر می‌کنند این سیاره عمدتاً از ترکیبی از سنگ، یخ، هیدروژن و هلیوم تشکیل شده؛ اما این مسئله واقعا تأیید نشده است. جاناتان فورتنی، استاد دانشگاه کالیفرنیا سانتاکروز و نویسنده‌ی گزارشی درباره‌ی مأموریت‌های احتمالی به اورانوس و نپتون، به خبرگزاری ورج می‌گوید:

درک ما از ساختار درونی اورانوس چنان ضعیف است که واقعاً نمی‌دانیم نسبت این سه چیز به یکدیگر چقدر است و درنتیجه، فرض طولانی‌مدتی وجود دارد که عنصر قالب یخ است؛ اما این به‌معنای واقعی کلمه صرفاً فرض است. ما واقعاً نمی‌دانیم.

علاوه‌براین، وقتی دانشمندان به سیاره‌های خارج از منظومه شمسی نگاه می‌کنند، به‌نظر می‌آید که غول‌های یخی نظیر اورانوس و نپتون جهان‌های غالب در کیهان هستند؛ بااین‌حال، آن‌ها تنها سیاره‌های منظومه‌ی شمسی هستند که هرگز به دورشان نچرخیده‌ایم. بتانی المان، استاد دانشگاه کلتک به ورج می‌گوید:

سیاره‌های غول‌مانند یخی از رایج‌ترین سیاره‌های موجود در جهان هستند. ما دو نمونه از آن‌ها را در همسایگی کیهانی‌مان در منظومه شمسی داریم و وقتش است که آن‌ها را بررسی کنیم.

مأموریت اورانوس در صدر فهرست طولانی آرزوهای دانشمندان قرار دارد که امروز در آنچه با عنوان «بررسی ده‌سالانه‌ی علوم سیاره‌ای» شناخته می‌شود، شرح داده شده است. این گزارش را آکادمی ملی علوم، مهندسی و پزشکی منتشر کرده و سند بزرگی است که هر ده سال یک بار یا بیشتر گروه‌هایی از دانشمندان سیاره‌ای آن را می‌نویسند و مأموریت‌هایی فضایی را شرح می‌دهند که مایل‌اند بیش از همه شاهد پرتابشان در دهه‌ی آینده باشند.

به‌دلیل زمان طولانی مورد‌نیاز (اغلب درحدود یک دهه) برای برنامه‌ریزی و ساخت فضاپیمای میان‌سیاره‌ای پرچم‌دار، بررسی‌های ده‌سالانه در فواصل زمانی طولانی‌مدت منتشر می‌شوند. ازآن‌‌جاکه اجرای موفقیت‌آمیز یک مأموریت فضایی بسیار طول می‌کشد، دانشمندان باید خواسته‌هایشان را بسیار حساب‌شده مطرح کنند و مأموریت‌هایی که می‌خواهند اتفاق بیفتند، به‌ترتیب اولویت رتبه‌بندی کنند.

مأموریت اورانوس درواقع نخستین‌بار در سال ۲۰۱۱ در بررسی ده‌سالانه‌ی پیشین پیشنهاد شد؛ اما به‌عنوان سومین اولویت در فهرست قرار گرفت. مریخ‌نوردی برای جست‌وجوی علائم حیات در سیاره‌ی سرخ و فضاپیمایی برای مطالعه‌ی اروپا، قمر یخی سیاره مشتری که گمان می‌رود میزبان اقیانوس آب مایع زیر سطح خود است، اولویت بیشتر را در آن گزارش داشتند.

این اولویت‌ها هر دو به مأموریت‌های واقعی تبدیل شدند. مریخ‌نورد مدنظر با نام پرسویرنس در فوریه‌ی ۲۰۲۱ روی مریخ فرود آمد و اکنون مشغول کاوش سیاره و نمونه‌برداری از سطح آن است. مأموریت به مقصد قمر مشتری نیز به اروپا کلیپر تبدیل شده است؛ فضاپیمایی که به‌منظور پرواز دوره‌ای از کنار اروپا و یافتن ستون‌های آبِ احتمالاً فواره‌زده از سطح آن طراحی شده است. درحال‌حاضر، اروپا کلیپر قرار است در اکتبر ۲۰۲۴ پرتاب شود و تا سال ۲۰۳۰ به اروپا برسد.

انسلادوس، قمر زحل از نگاه فضاپیمای کاسینی ناسا.

ازآن‌‌جاکه برنامه‌های یادشده تأمین مالی و برنامه‌ریزی شده‌اند، مأموریت‌های کم‌اولویت‌دارتر از گزارش ده‌سالانه‌ی پیشین اکنون به صدر فهرست راه یافته‌اند. درحال‌حاضر، اولویت دوم در فهرست پس از مأموریت اورانوس، فضاپیمایی برای بازدید از انسلادوس، قمر جذاب سیاره زحل است که انتظار می‌رود آن‌هم خاستگاه اقیانوس آب مایع زیر پوسته‌ی خود باشد.

به‌طور مشخص، بررسی ده‌سالانه خواستار ساخت انسلادوس اوربیلندر شده است؛ فضاپیمایی که هم به‌عنوان مدارگرد و هم سطح‌نشین به‌کار رود. اول فضاپیما خود را به مدار پیرامون انسلادوس تزریق و احتمالاً از میان فواره‌هایی پرواز می‌کند که تصور می‌شود از سطح قمر برخاسته باشند. درنهایت، مدارگرد به‌دنبال نقطه‌ای برای فرود روی انسلادوس می‌گردد و با فرود روی آن، مأموریتی دوساله را آغاز می‌کند.

هدف اصلی این مأموریت جست‌وجوی نشانه‌های حیات خواهد بود. بااین‌حال، مدتی طول خواهد کشید تا انسلادوس پروازش را آغاز کند. بررسی ده‌سالانه می‌خواهد این مأموریت در بهترین حالت در سال مالی ۲۰۲۹ شکل بگیرد و در دهه‌ی ۲۰۵۰ به مقصد برسد. البته این در صورتی است که بودجه برای مأموریت اورانوس و انسلادوس که احتمالاً میلیاردها دلار هزینه خواهند داشت، کاملاً تخصیص داده شود.

هرچند سفر به اورانوس و نپتون در صدر مأموریت‌های جدید نویسندگان بررسی ده‌سالانه هستند، آن‌ها فهرستی از توصیه‌ها را برای مأموریت‌های فضایی دیگر تهیه کرده‌اند. به‌عنوان مثال، نویسندگان به‌شدت توصیه می‌کنند که ناسا کار روی آوردن نمونه‌ها از مریخ را تداوم دهد. مریخ‌نورد پرسویرنس صرفاً یک گام اصلی در برنامه‌ی طولانی‌مدت جمع‌آوری نمونه‌ها و سپس درنهایت انتقال آن‌ها به زمین است.

ناسا هم‌اکنون به‌آرامی به‌سمت بخش بعدی برنامه حرکت می‌کند. این مرحله شامل ساخت مجموعه‌ای از فضاپیماهایی است که روی مریخ فرود خواهند آمد، نمونه‌های گرفته‌شده‌ی پرسویرنس را جمع‌آوری و از روی مریخ پرتاب خواهند کرد و درنهایت به‌سمت زمین خواهند فرستاد. این مأموریت بسیار پیچیده خواهد بود و نویسندگان گزارش خاطرنشان می‌کنند که بودجه می‌تواند منبع نگرانی باشد.

علاوه‌براین، شماری از مأموریت‌های سیاره‌ای کوچک‌تر وجود دارد که توصیه می‌شود به‌اندازه‌ی مأموریت‌های پرچم‌دار اورانوس و نپتون هزینه نداشته باشند. این مأموریت‌ها شامل ارسال کاوشگر به زحل و تیتان، قمر آن، مأموریتی تازه به زهره، فضاپیمایی دیگر برای پرواز از کنار انسلادوس، سفر به ماه و... است.

کار بررسی ده‌سالانه با مریخ هنوز تمام نشده است؛ زیرا نویسندگان می‌خواهند مأموریتی دیگر به نام مارس لایف اکسپلورر ساخته شود تا ضمن ارزیابی سکونت‌پذیری مریخ، به‌دنبال نشانه‌ها از حیاتی بگردد که ممکن است هم‌اکنون روی سیاره‌ی سرخ وجود داشته باشد. گزارش خواستار آن است که ناسا با تکمیل ساخت فضاپیمایی به نام NEO Surveyor جست‌وجوی سیارک‌های خطرناک بالقوه تهدیدزا برای زمین را ادامه دهد. این فضاپیما قرار است در سال ۲۰۲۶ پرتاب شود.

نسخه‌ی کامل گزارش ده‌سالانه‌ی علوم سیاره‌ای ۲۰۲۳-۲۰۳۲ در این نشانی منتشر شده است.