Четыре луны Урана тоже могут иметь жидкие океаны

Изучение океанических миров - планетарных тел с потенциальными внутренними резервуарами жидкой воды - выходит на передний план в астробиологии и поиске жизни за пределами Земли. От галилеевых лун Юпитера до Титана и Мимаса Сатурна, Тритона Нептуна и даже Плутона - ученые стремятся лучше понять, действительно ли эти миры обладают внутренними резервуарами жидкой воды. Но как насчет Урана и его более чем двух десятков лун? Могут ли они также иметь внутренние океаны? Именно это надеется выяснить недавнее исследование, опубликованное в Journal of Geophysical Research. Группа исследователей изучила вероятность существования внутренних жидких океанов на пяти крупнейших из 27 лун Урана - Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон и Миранда. Это исследование было проведено после того, как в докладе Национальных академий "Происхождение, миры и жизнь" особое внимание было уделено будущему исследованию Урана, а именно миссии Uranus Orbiter and Probe (UOP): A Decadal Strategy for Planetary Science and Astrobiology 2023-2032", который был опубликован в 2022 году. "Когда речь идет о малых телах - карликовых планетах и лунах - ученые-планетологи ранее находили доказательства существования океанов в нескольких маловероятных местах, включая карликовые планеты Церера и Плутон, а также луну Сатурна Мимас", - сказала доктор Джулия Кастильо-Рогез, планетарный ученый из Лаборатории реактивного движения НАСА и ведущий автор исследования. "Значит, существуют механизмы, которые мы не до конца понимаем. В данной работе исследуется, какими они могут быть и как они связаны со многими телами в Солнечной системе, которые могут быть богаты водой, но имеют ограниченное внутреннее тепло".

Для исследования ученые построили компьютерные модели для расчета потенциала внутренних океанов на пяти лунах на основе данных из множества источников, одним из которых является "Вояджер-2", который остается единственным космическим аппаратом, исследовавшим Уран и его луны, сделав это в январе 1986 года. Остальные источники включают наземные наблюдения, а также несколько других космических аппаратов, таких как Galileo, Dawn, Cassini и New Horizons НАСА, все из которых обнаружили по крайней мере один океанический мир во время своих соответствующих миссий.

Результаты исследования указывают на потенциальные внутренние жидкие океаны на Титании (диаметр 1 580 км), Обероне (1 520 км), Умбриэле (1 170 км) и Ариэле (1 160 км) благодаря их способности поддерживать внутреннее тепло "при незначительном или полном отсутствии приливного нагрева в настоящее время", как отмечается в исследовании. К сожалению, Миранда (470 км/270 миль) была признана слишком маленькой для поддержания достаточного внутреннего тепла, чтобы иметь жидкий океан.

Исследователи определили, что внутреннее тепло не является единственным компонентом, необходимым для поддержания внутренних океанов на этих лунах, поскольку такие антифризы, как хлориды, аммиак и соль, также могут быть ответственны за наличие внутренних жидких океанов.

Как уже отмечалось, миссия UOP была ключевой темой последнего Десятилетнего обзора, и лучшее понимание состава поверхности и внутренностей этих лун позволит ученым и инженерам принимать наиболее обоснованные решения относительно того, какие научные инструменты будут использоваться в космической миссии. Это включает в себя приборы, предназначенные для исследования поверхности и поиска жидкости в их внутреннем пространстве.

В исследовании, опубликованном в журнале Acta Astronautica в январе 2023 года, предлагается использовать аэрозахват для миссии UOP, что предполагает использование атмосферного сопротивления и только один проход через атмосферу планеты, чтобы замедлить космический аппарат достаточно для выхода на орбиту без расхода топлива в процессе. Хотя аэрозахват давно теоретизировался как потенциальный метод для планетарных миссий, он еще не использовался в реальных космических миссиях.

В исследовании отмечается, что по текущим базовым оценкам продолжительность полета и орбитальной миссии для UOP составляет 13 лет и 5 лет соответственно. В отличие от этого, при использовании метода аэрозахвата, а также при определении массы орбитального аппарата и зонда и использовании тяжелой ракеты-носителя Falcon Heavy Expendable в качестве ракеты-носителя, в исследовании прогнозируется, что продолжительность полета и орбитальной миссии UOP составит 8 лет и 10 лет, соответственно, с предполагаемой датой запуска между 2028 и 2038 годами, чтобы соответствовать требованиям графика миссий.

Какие новые открытия сделают ученые о лунах Урана в ближайшие годы и десятилетия, и как UOP изменит наши представления об этих уникальных мирах? Только время покажет, и именно поэтому мы занимаемся наукой!