Вчені змоделювали процес занурення в атмосферу Урана

Вчені відтворили унікальний склад атмосфери “крижаних гігантів” – планет Уран і Нептун – для імітації занурення в їхні надра за допомогою відповідним чином адаптованих ударних трубок і плазмових установок.

Випробувальна кампанія, що відбувалася в рамках зусиль з моделювання польоту атмосферних зондів, досягла еквівалентної швидкості до 19 км/с, хоча для отримання реальних швидкостей, яких досягнуть зонди в цих газових гігантах, знадобиться подальша робота.

Зіткнення, посадки або відправки атмосферних зондів – здається, космічні апарати, створені людиною, торкнулися вже всіх планет Сонячної системи, окрім двох: зовнішніх газових гігантів Урана і Нептуна. Тож зараз NASA та ESA розглядають майбутні місії до цієї інтригуючої пари планет, майже ідентичних за розміром. Попри схожий розмір між ними є деякі цікаві відмінності, наприклад, різниця в відтінках через те, як розподілені гази в їхніх атмосферах.

Крім того, їхні атмосфери дуже відрізняються від атмосфер Сатурна і Юпітера, тому останні не можуть бути аналогом для розуміння того, як ці відмінності проявляються. Також Уран і Нептун містять рідкі океани глибоко під поверхневими хмарами, на які припадає більша частина маси обох планет. Обидві планети мають метан у своїх атмосферах, що пояснює їхній блакитний колір, хоча його менше у випадку Нептуна, де він сконцентрований нижче в атмосфері, тому стає меншим фактором при моделюванні польоту будь-якого зонда.

Атмосферний зонд, подібний до того, що був частиною місії NASA Galileo до Юпітера, займає одне з перших місць серед бажань науковців. “Проблема полягає в тому, що будь-який зонд піддаватиметься впливу високих тисків і температур, а отже, потребуватиме високоефективної системи термозахисту, щоб витримати перебування в атмосфері протягом корисного часу”, – говорять вчені ESA.

“Щоб почати проєктування такої системи, нам потрібно спочатку адаптувати існуючі європейські випробувальні установки, щоб відтворити відповідні атмосферні склади та швидкості”, – додають вони. Швидкість входження атмосферних зондів в атмосферу визначається швидкістю, необхідною для їх виходу на орбіту – близько 25 км/с інерційної швидкості у випадку Урана і Нептуна.

Отже, міжнародна команда вчених створила апарат, подібний до Galileo, і використала два різних об’єкти для відтворення умов: тунель T6 Stalker, гіперзвукову плазмову установку в Оксфордському університеті, та плазмові аеродинамічні труби. Вони також створили атмосферні аналоги, використовуючи суміші газів, подібні до тих, що є на Нептуні та Урані, і піддали свій зонд еквівалентним швидкостям до 19 км/с. Потім зонд виміряв конвективний тепловий потік через його поверхню. Це був спільний проєкт Великої Британії, Німеччини та ESA. Наступним кроком є робота над розширенням модельованих швидкостей.

Читайте також:

• Вчені надрукували на 3D-принтері супутник зв’язку за 90 хвилин
• Вчені створили першу карту діючих вулканів на супутнику Юпітера Іо