Ang mga planetary scientist ay lubhang nangangailangan ng mga bagong pag-aaral ng Uranus at Neptune, dahil ang mga higanteng mundo ng yelo na ito ay hindi pa nabisita mula noong Voyager mission noong huling bahagi ng 1980s. Kung lumitaw ang isang spacecraft, na magiging mapagkukunan ng impormasyon tungkol sa mga planeta na ito, magagawa rin nitong tumingin nang mas malalim sa uniberso. Sa pamamagitan ng malapit na pagsubaybay sa mga pagbabago sa mga signal ng radyo mula sa isa o higit pang naturang spacecraft, ang mga astronomo ay maaaring makakita ng mga ripples sa gravity na dulot ng ilan sa mga pinaka-marahas na kaganapan sa uniberso.
Ang tanging malapit na larawan ng Uranus at Neptune na aming nakuha ay mula sa Voyager 2 spacecraft, na lumipad sa mga planetang ito noong huling bahagi ng 1980s. Simula noon, nagpadala na kami ng mga probe sa Mercury, mga misyon sa Jupiter at Saturn, nangolekta ng mga sample ng mga asteroid at kometa, at naglunsad ng rover pagkatapos ng rover sa Mars.
Ngunit hindi Uranus o Neptune. Isang buong henerasyon ng mga planetary scientist ang nakapag-aral lamang sa kanila gamit ang ground-based na mga teleskopyo at paminsan-minsang mga sulyap mula sa Hubble Space Telescope. Ang tanging pagkaantala ay dahil sa malaking distansya sa Neptune at Uranus, napakahirap maglunsad ng mga payload doon.
Kung naglunsad kami ng isang misyon noong unang bahagi ng 2030s sa isang sapat na malakas na rocket, tulad ng Space Launch System ng NASA, maaaring maabot ng misyon ang Jupiter sa loob lamang ng dalawang taon. Ang isang spacecraft ay maaaring hatiin sa dalawang bahagi, ang isa ay patungo sa Uranus (naabot ito noong 2042) at ang isa ay para sa Neptune (naabot ang orbit nito noong 2044). Kapag nasa lugar na, may swerte, ang mga orbiter na ito ay maaaring mapanatili ang kanilang istasyon nang higit sa 10 taon, tulad ng ginawa ng sikat na Cassini mission kay Saturn.
Karagdagang pag-aaral
Sa mahabang paglalakbay sa mga nagyeyelong lugar na ito, ang parehong mga space probe ay maaari ding mag-alok ng insight sa ibang uri ng agham – mga gravitational wave. Sa Earth, sinasalamin ng mga physicist ang mga laser beam sa mga track na ilang milya ang haba upang sukatin ang haba ng mga gravitational wave. Kapag ang mga alon (na mga ripples sa tela ng space-time mismo) ay dumaan sa Earth, binabaluktot nila ang mga bagay sa pamamagitan ng halili na pag-compress at pag-uunat sa kanila. Sa loob ng detektor, ang mga alon na ito ay bahagyang nagbabago sa haba sa pagitan ng malalayong salamin, na nakakaapekto sa landas ng liwanag sa mga obserbatoryo ng gravitational wave sa pamamagitan ng isang maliit na halaga (karaniwan ay mas mababa kaysa sa lapad ng isang atom).
Para sa komunikasyon sa radyo sa isang remote space mission pabalik sa Earth, ang epekto ay katulad. Kung ang isang gravitational wave ay dumaan sa solar system, binabago nito ang distansya sa spacecraft, na nagiging sanhi ng probe na bahagyang mas malapit sa amin, pagkatapos ay mas malayo, pagkatapos ay mas malapit muli. Kung ang spacecraft ay nagpapadala sa buong paglipad nito, makikita natin ang pagbabago ng Doppler sa dalas ng komunikasyon nito sa radyo. Ang pagkakaroon ng dalawang ganoong spacecraft na tumatakbo nang sabay-sabay ay magbibigay sa mga astronomo ng mas tumpak na mga obserbasyon sa pagbabagong ito.
Sa madaling salita, ang mga malalayong space probe na ito ay maaaring mag-double duty bilang pinakamalaking gravitational wave observatories sa mundo.
Ang pinakamalaking teknolohikal na balakid ay ang kakayahang sukatin ang dalas ng radyo ng spacecraft na may hindi kapani-paniwalang mataas na katumpakan. Ang aming kakayahang sukatin ito ay dapat na hindi bababa sa 100 beses na mas mahusay kaysa sa maaari naming makamit sa panahon ng Cassini's Saturn flyby.
Mukhang kumplikado, ngunit ilang dekada na ang nakalipas mula nang idisenyo ang Cassini, at patuloy naming pinapabuti ang aming teknolohiya sa komunikasyon. At ngayon ang mga physicist ay bumubuo ng kanilang sariling mga space-based gravitational wave detector, tulad ng Laser Interferometer Space Antenna (LISA), na mangangailangan pa rin ng katulad na teknolohiya. Dahil halos sampung taon na lang ang misyon ng ice giant, maaari tayong mamuhunan ng higit pang mga mapagkukunan sa pagbuo ng mga kinakailangang teknolohiya.
Kung masisira natin ang antas ng sensitivity na ito, ang pambihirang haba ng "braso" ng gravitational wave detector na ito (sa literal na bilyun-bilyong beses na mas mahaba kaysa sa ating kasalukuyang mga detector) ay makaka-detect ng maraming matinding kaganapan sa uniberso.
Basahin din: