მეცნიერების განახლებული ინტერესი ურანისა და ნეპტუნის მიმართ

 მზის სისტემის ცივ კარიბჭესთან, მზის გარშემო ორი უჩვეულო დარაჯი მოძრაობს, ასწლეულიანი პერიოდებით. იქაური წლის დროები, ათწლეულები გრძელდება. დედამიწიდან ასე შორს, მათი საიდუმლოებების ამოხსნა ძალიან ძნელია. სისტემის სხვა პლანეტები კი მრავალმა ორბიტაულმამა თანამგზავრმა და დასაშვებმა ზონდმა მოინახულა. ურანი და ნეპტუნი, 1980 წლის მოკლე ტურის გამოკლებით, ფაქტიურად, გამოუკვლეველი რჩება.

  40 წლის წინათ, კოსმოსურმა აპარატმა – ”ვოიაჯერ 2”, ურანთან ახლოს გაიფრინა, ხოლო 4 წლის მერე – ნეპტუნთანაც. მენციერთათვის, ამ მოკლევადიან ინსპექციამდე, ეს ორი გაზის გიგანტი, მხოლოდ ტელესკოპში დანახულ ბუნდოვან, ცისფერ ლაქებს წარმოადგენდა. გავიდა წლები, გამოჩნდა უფრო დახვეწილი და დიდი ისნტრუმენტები, მათთან ერთად კი რამდენიმე სიურპრიზი ყინულოვანი გიგანტების მხრიდან.

 და მიანც, რამდენიმე მილიარდი კილომეტრის სიშორიდან ბევრს ვერაფერს გაიგებ (რამდენად შორსაა ჩვენგან ნეპტუნი?). სწორედ ამის გამო, ამერიკელი და ევროპელი მეცნიერები, მზის სისტემის ყინულოვან გიგანტებთან დაბრუნებაზე დაფიქრდნენ. 2015 წელს, პლუტონთან სწრაფი გარბენისგან განსხვავებით, ამ ორი გიგანტიდან რომელიმესკენ გაგზავნილ ზონდეს გაცილებით მეტი დრო უნდა ჰქონდეს.

ფერადი პლუტონი.

 წინა წლის აგვისტოში, რეაქტიული მოძრაობის ლაბორატორიის ინჟინრებს დავალება მიეცათ, დაადგინონ, როგორ უნდა მოთავსდეს კოსმოსური აპარატი, ურანის ან ნეპტუნის ორბიტაზე.

 ორივე პლანეტა, დაახლოებით ოთხჯერ დიდი და თექვსმეტჯერ მასიურია, ვიდრე დედამიწა. ურანს, რომელიც უფრო ახლოსაა, მზის გარშემო სრული ბრუნის გასაკეთებლად 84 წელი, ხოლო ნეპტუნს ორჯერ მეტი დრო ჭირდება. პატარა თანამგზავრებისა და ბნელი რგოლების ნაკრები ორივეს აქვს.

 გვერდზე გადაბრუნებული ურანი საკმაოდ უცნაურად გამოიყურება, რაც დაუპატიჟებელ, მასიურ ობიექტთან შეჯახებით უნდა ოყოს გამოწვეული (ურანის ღერძი ერთი შეჯახების შედეგად არ გადახრილა). დედამიწიდან თუ შევხედავთ, მოგვეჩვენება, რომ იქ საინტერესო არაფერი ხდება. ნეპტუნი, პირიქით, ღრუბლებიდან არეკლილი სინათლით ციმციმებს, თუმცა სულ ესაა, რასაც ის გვიმხელს.

მირანდა (”ვოიაჯერ 2”).

 1986 წლის 24 იანვარს, როცა ”ვოიაჯერ 2” ურანთან მიფრინდა, მას აკვამარინის ფერის, დაბალი აქტიურობის მქონე ღრუბლები დახვდა, რის გამოც ურანს ”მოსაწყენი პლანეტა” უწოდეს. ”ვოიაჯერმა” უჩვეულო მაგნიტური ველი და რამდენიმე უცნობი რგოლი აღმოაჩინა. გადაიღო ყინულოვანი თანამგზავრებიც, მათ შორისაა – მირანდა, უჩვეულო ფორმის თანამგზავრი – თითქოს, ვიღაცამ ორ ნაწილად გატეხა და მერე, სასწრაფოდ უკანვე შეაწება.

  3 წლისა და 7 თვის მერე, ”ვოიაჯერ 2”-მა ნეპტუნის პოლუსზე გადაიფრინა, სადაც მეტი აქტიურობა აღმოაჩინა. მეფური ცისფერი ატმოსფერო, ქარიშხლებით სავსე, ნაწიბური დიდი და ბნელი ლაქის სახით, რომელმაც მეცნიერებს იუპიტერის კოლოსალური ზომების წითელი ქარიშხალი მოაგონა. ნეპტუნის ღრუბლები 2000 კმ/სთ. სიჩქარით მოძრაობდა – რაც მზის სისტემისთვის რეკორდული მონაცემია. ნეპტუნის ყველაზე დიდი თანამგზავრის – ტრიტონი, ბზარებით დაღარული ზედაპირიდან კრიოვულკანები იფრქვევა, რაც მის დაფარულ გეოლოგიურ აქტიურობაზე მეტყველებს.

ტრიტონი. ბნელი ლაქები, გეიზერების ჩრდილებია.

 გამოცანების რაოდენობა ისევ ბევრია, მათ გამოცნობას დედამიწიდან, ალბათ, საერთოდაც ვერ შევძლებთ. ურანი მცირე რაოდენობის სითბოს ასხივებს, უფრო შორს მდებარე ნეპტუნი კი პირიქით, პლანეტის ზომის ღუმელივითაა. ორივე პლანეტის მიერ გენერირებული მაგნიტური ველი, სხვა პლანეტების ველს არ ჰგავს: მათი ბრუნვის ღერძის მიმართ მნიშვნელოვნად წანაცვლებული მაგნიტური ველი, როგორც ჩანს, ბირთვში არ იბადება.

 ნეპტუნის რგოლები, რკალების სახით არის მასზე დაკიდებული, ხოლო ურანის, შესაძლებელია, პლანეტის ატმოსფეროსაც კი კვეთს.

 ”ვოიაჯერებმა” ამ ყინულოვანი გიგანტების შესახებ წარმოდგენა შეგვიცვალა, ინსტრუმენტებით, რომელბიც წინა საუკუნის სამოცდაათიან წლებში დაამზადეს. ორივე ”ვოიაჯერი” 1977 წელს გაუშვეს კოსმოსში, იმავე წელს, როცა Apple(Apple II)-ის პირველი კომპიუტერები და სათამაშო სისტემა Atari 2600 გამოვიდა. დღევანდელი აიფონი გაცილებით უკეთეს სურათებს იღებს, ვიდრე მაშინდელი სპეცტექნიკა იღებდა.

 მას მერე, კეკის ობსერვატორიამ ჰავაიზე და დაბალ ორბიტაზე გატანილმა ”ჰაბლმა”, ”ვოიაჯერების” მემკვიდრეობა უკანა პლანზე გადაწია. მათ ურანის გუგუნი ”გაიგონეს, რომელიც, როგორც ჩანს, იღვიძებს. ორიათასიან წლებში, ურანის ატმოსფეროში, ნეპტუნისეულის მსგავსი ქარიშხლები დაფიქსირდა. ტყუილად ვთვლიდით მას ”მოსაწყენ პლანეტად” (ანომალური ამინდი ურანზე).

 ფარით ან ფარზე

 2010 წელს, ევროპელი მეცნიერები ცდილობდნენ ევროპის კოსმოსური სააგენტო(ESA), ”საშუალო კლასის”, დაახლოებით 500 მილიონი ევროს ღირებულების, ორბიტალური მისია გაეგზავნათ ურანისკენ. 2013 წელს ”მსხვილი კლასის” მისია, უკვე 1 მილიარდ ევროზე, ხოლო 2014 წელს, საშუალო კლასის მისია იქნა განხილული. ESA მაღალ შეფასებას აძლევს ყინულოვანი გიგანტების შესწავლის იდეას, თუმცა ჯერჯერობით თავს იკავებს მისი დაფინანსებისგან.

 ESA-ს, ატომური ენერგიის წყარო არ გააჩნია, რომელიც ასე საჭიროა მზის სისტემის კიდეებამდე მისაღწევად, სადაც მზის ბატარეები უსარგებლოა. რადიოიზოტოპური თერმოელექტრული გენერატორებისთვის საჭირო პლუტონიმი 238-ის წარმოაებას NASA აფინასნებს და ყველაფერი შეიცვლება, თუ ასეთი მისიების ბიძგის მიმცემის ამპლუაში მოგვევლინება.

 2011 წელს, ამერიკის პლანეტარული მეცნიერების საზოგადოებამ მარსს, ევროპასა (იუპიტერის თანამგზავრი) და ურანს, მაღალი პრიორიტეტი მიანიჭა, რითაც NASA მომავალ ათწლეულის განმავლობაში უნდა დაკავდეს. მარსისა და ევროპის შემსწავლელი გეგმები უკვე მუშავდება (ESA და NASA ყინულოვანი ევროპის გამოსაკვლევად ერთიანდებიან). სექტემბერში, რეაქტიული მოძრაობის ლაბორატორია (JPL, NASA), ამერიკის კოსმოსურ სააგენტოს, ყინულოვანი გიგანტის კვლევისათვის საჭირო იდეებსა და ფინანსირებისთვის საჭირო მონაცემებს მიაწვდის.

 როგორი იქნება სააგენტოს გეგმა, იმ ყინულოვან გიგანტზეა დამოკიდებული, რომელიც შესასწავლად იქნება არჩეული. მუცელზე მბრუნავ ურანზე, ექსტრემალური წლის დროებია. მისი პოლუსები 42 წლის განმავლობაში ხედავენ მზის სინათლეს, შემდეგ კი იგივე დროით არიან ჩაბნელებული. ურანი საუკეთესო პოლიგონია ეკლიპტიკის(მზისა და პლანეტის ცენტრების შემაერთებელი წარმოსახვითი სიბრტყე) მიმართ ასე ძალიან გადახრილი ბრუნვის ღერძის მქონე პლანეტაზე მოქმედი მექანიზმების შესასწავლად. ერთი ქულა ურანის სასარგებლოდ.

  მეორეს მხრივ, ურანი გაცილებით უცნაური იქნება. ნეპტუნი, რომელიც ტიპიური ყინულოვანი გაზის გიგანტის განსახიერებაა, უმნიშვნელოვანესია ბოლო წლებში აღმოჩენილი ეკზოპლანეტების კვლევის თვალსაზრისით. ურანი, უფრო წყნარია. ქულა ნეპტუნის სასარგებლოდ (მიწანეპტუნი).

 რაც შეეხება მათ მთვარეებს, სიტუაცია შედარებით გამჭვირვალეა. ურანს ხუთი დიდი და 20 პატარა თანამგზავრი აქვს. მეცნიერთა ვარაუდით, ყველა მათგანი პლანეტასთან ერთად ფორმირდებოდა და მეტი შეუძლიათ მოგვითხრონ ყინულოვანი გიგანტის წარმომქმნელი გარემოს შესახებ. იმის გამო, რომ პლანეტა, მისი თანამგზავრებიცა და რგოლებიც ”გადაყირავებულია”, ”ვოიაჯერ 2”-მა თანამგზავრების მხოლოდ ერთი ნახევარსფეროს დანახვა შეძლო. სისტემის თითქმის ნახევარი დაფარული დარჩა. ქულა ურანის სასარგებლოდ (ნეპტუნის უჩინარი თანამგზავრი).

 სამაგიეროდ, ნეპტუნს ჰყავს ტრიტონი, გარე მზის სისტემის მარგალიტი. სატურნის ენცელადისა არ იყოს, ტრიტონზე უამრავი გეიზერია, რომლებიც ზედაპირქვეშა ოკეანესთან შეიძლება იყოს დაკავშირებული. მისი ზედაპირი უკანასკნელი 10 მილიონი წლის განმავლობაში იქნა ”რეკონსტრუირებული”, რაც ძალიან მცირე დროა მზის სისტემის ასაკთან შედარებით და მის გეოლოგიურ აქტიურობაზე მიუთითებს. ქულა ნეპტუნის სასარგებლოდ.

 ამასთან ერთად, ტრიტონი სხვაგან უნდა იყოს ფორმირებული. პლანეტის ბრუნვის საპირისპირო მიმართულებით მოძრავი ტრიტონი, როგროც ჩანს, კოიპერის სარტყლიდან იქნა მიზიდული, სარტყლიდან, სადაც პლუტონი ”ცხოვრობს”. პლუტონი და ტრიტონი, შესანიშნავი წყვილია შედარებითი კვლევების ჩასატარებლად. ორი ქულა ნეპტუნს (ტრიტონთან ახლოს).

 ორივე პლანეტა იმდენად იდუმალია, რომ ნებისმიერ არჩეულ მისიას შეუძლია უამრავი რამ მოუთხროს პლანეტოლოგებს. არჩევანი, ალბათ, ლოგისტიკაზე იქნება დაფუძნებული. ორივე მისია კარგია, საბოლოო სიტყვას კი კოსმოსური სააგენტოს საფულე იტყვის (ნასას ბიუჯეტის გარღვევა პლნეტარულ მეცნიერებაზე ცუდად აისახება).

 ყინულოვან გიგანტებამდე მიღწევა ადვილი არ იქნება. დანიშნულების პუნქტამდე მისასვლელად, კოსმოსურ აპარატს ათწლეულები დაჭირდება. დროის შემცირების საუკეთესო საშუალებაა გრავიტაციული მანევრი სატურნთან და იუპიტერთან, რაც პლანეტების განლაგებაზე იქნება დამოკიდებული.

SLS (კოსმოსური სტარტების სისტემა) (NASA).

 სხვა ერთნაირი პირობების მიუხდავად, ურანი უფრო ახლოა და იაფია. თუ მოიძებნება ტრაექტორია, რომელშიც იუპიტერისა და სატურნის ძალებიც იქნება ჩართული, ნეპტუნი უფრო ხელსაყრელი შეიძლება აღმოჩნდეს. NASA-ს ყველაზე უფრო მძლავრი რაკეტა – SLS, რომლის დებიუტი 2018 წელს მოეწყობა, ვითარბას შეცვლის. ყველაზე ძლიერი რაკეტამატარებლის წვერზე მოთავსებულ კოსმოსურ აპარატს, ყინულოვან გიგანტამდე მისაღწევად 2-3 წელი დაჭირდება (ნასას ახალი მეგა-რაკეტა!; ელექტრული იალქნით ურანისკენ).

 საპლანეტათშორისო კრუიზის შემცირება დროისა და ფულის დაზოგვას მოახდენს, მაგრამ რაც უფრო სწრაფად მოძრაობს ზონდი, მით უფრო ძნელი იქნება მისი დამუხრუჭება. საჭირო გახდება რომელიმე საკვლევ ინსტრუმენტზე უარის თქმა, დამატებითი საწვავის ჩატვირთვის სასარგებლოდ. დამამუხრუჭებელი მანევრისთვის ატმოსფეროს გამოყენებაც არის შესაძლებელი, სადაც სამუშაოს ძირითად ნაწილს საკვლევი პლანეტის ატმოსფერო შეასრულებს. კოსმოსური აპარატი სიჩქარის დასაგდებად პლანეტის ატმოსფეროში ჩაიძირება, თუმცა, ისე, რომ არ დაიწვას. ასეთი მანევრები, დედამიწის ატმოსფეროში იქნა გამოყენებული, ოღონდ ტრაექტორიის შესაცვლელად და არა ორბიტაზე გასასვლელად.

პირველი ვიდეო პლუტონიდან.

 რეაქტიული მოძრაობის ლაბორატორიის ამოცანაა, შეაფასოს რისკები და შეისწავლოს მისიის ვარიანტები ორივე პლანეტისთვის. შეცდომის დაშვება გამორიცხულია.

 პლუტონის შემსწავლელმა მისიამ – ”ნიოუ ჰორაიზონსი”, გვიჩვენა, რა შეუძლია გაიგოს 21-ე საუკუნის აპარატმა, აქამდე გამოუკვლეველ შორეულ პლანეტაზე. პლუტონი საუკეთესო მაგალითია: საითაც არ უნდა გაიხედო, ყველგან საინტერესოა და სიახლეა. შემდეგი გაჩერაბა – ყინულოვანი გიგანტი.