Tuffatevi tra i giganti del ghiaccio

I giganti del ghiaccio del nostro sistema solare, Urano e Nettuno, sono stati esclusi dal gioco dell’esplorazione planetaria. Mentre tutti gli altri pianeti – compreso il declassato Plutone – sono stati oggetto di missioni dedicate, i giganti del ghiaccio no. In effetti, l’unica navicella spaziale a sorvolare Urano e Nettuno fu la Voyager 2 alla fine degli anni ’80.

Ma la mancanza di missioni dedicate non è dovuta al fatto che siano mondi insignificanti e non abbiano nulla da insegnarci sulla natura. Questo perché è difficile. Certo, il distante Plutone ha ricevuto una visita dedicata, ma si è trattato solo di una missione di sorvolo. L’invio di orbiter su pianeti lontani è difficile perché hanno bisogno di motori e carburante per entrare in orbita. Inoltre devono viaggiare più lentamente, quindi la missione impiega più tempo ad arrivare. Poi c’è il fatto che l’energia solare non è qualcosa di lontano dal sole.

Ciò non significa che non ne invieremo mai uno. Ciò spiega perché finora sono stati esclusi dal gioco dell’esplorazione planetaria. Urano e Nettuno sono due mondi affascinanti che meritano di essere esplorati più a fondo. I sensori atmosferici potrebbero essere il primo passo.

Solo perché non avevano missioni dedicate non significa che non abbiamo studiato i giganti del ghiaccio. Sappiamo molto della loro struttura interna e delle composizioni atmosferiche. Ci basta poterli simulare e come sarebbero le sonde inviate nella loro atmosfera e come potrebbero controllare la temperatura.

Questo è ciò che ha fatto l’Agenzia spaziale europea nell’ambito del suo sforzo di simulare i sensori atmosferici che un giorno invieremo senza dubbio su questi pianeti.

Le simulazioni dell’ESA sono state condotte in due delle sue strutture: plasma ipersonico e plasma ipersonico Tunnel dell’inseguitore T6 Presso l’Università di Oxford nel Regno Unito e l’Università di Stoccarda Gallerie del vento al plasma per kit diagnostico ad alto flusso di calore In Germania. Entrambe le strutture sono progettate per testare e comprendere come le sonde viaggiano attraverso le atmosfere di diversi pianeti.

Una delle difficoltà nel simulare l’ingresso della sonda nell’atmosfera dei giganti di ghiaccio è la velocità. Il T6 Stalker Tunnel ha raggiunto velocità fino a 19 chilometri al secondo ed è la galleria del vento più veloce del Regno Unito. Questo è un inizio, ma i giganteschi lander ghiacciati viaggeranno molto più velocemente di così, il che significa che ci saranno altre simulazioni in arrivo.

Nel frattempo, le simulazioni possono ancora generare dati preziosi. “Il tunnel è in grado di misurare sia la convezione che il flusso di calore radiativo e fornisce, in modo cruciale, le velocità di flusso necessarie per replicare l’ingresso di un gigante di ghiaccio, con tracce di CH4”, ha affermato Louis Walbot, ingegnere di termodinamica atmosferica presso l’ESA.

Urano e Nettuno sono simili a Giove e Saturno, ma ci sono differenze fondamentali. La coppia di giganti del ghiaccio contiene elementi più pesanti Al di sopra dell’imbarazzo Oceani liquidi sotto le nuvole superficiali. Questi oceani costituiscono gran parte delle masse del pianeta. Entrambi i pianeti contengono anche metano nelle loro atmosfere, che li fa apparire blu. Ciò significa che i sensori atmosferici dovranno affrontare una serie di sfide difficili.

“La sfida è che qualsiasi sonda sarà soggetta a pressioni e temperature elevate e richiederà quindi un sistema di protezione termica ad alte prestazioni per resistere all’ingresso nell’atmosfera per un periodo di tempo utile”, ha spiegato Walbot. Queste simulazioni aiuteranno gli ingegneri a comprendere le sfide e come progettare e costruire una sonda in grado di resistere all’ingresso.

“Per iniziare a progettare un sistema del genere, dobbiamo prima adattare le strutture di prova europee esistenti al fine di riprodurre le composizioni atmosferiche e le velocità coinvolte”, ha affermato Walbot.

Sia la NASA che l’Agenzia spaziale europea stanno prendendo in considerazione missioni sui giganti di ghiaccio, anche se mancano ancora decenni. I test presso queste due strutture gettano le basi per una potenziale missione dell’ESA. L’Agenzia spaziale europea ha dato la massima priorità a una sonda che entri nell’atmosfera di uno qualsiasi dei giganti di ghiaccio.

Ma c’è tutto il tempo per gli ingegneri per lavorare su simulazioni e sviluppare sensori in grado di gestire il calore dei giganti di ghiaccio. Questi compiti sono ancora lontani decenni da noi.