Уран -Uranus

Уран ⛢( ♅)
Уран глазами НАСА "Вояджер-2" (обновленный) - JPEG convert.jpg
Фотография Урана в истинном цвете
(сделана " Вояджером-2" в 1986 г.)
Открытие
Обнаружено Уильям Гершель
Дата открытия 13 марта 1781 г.
Обозначения
Произношение / ˈ jʊər ə n ə s / ( слушать ) или / j ʊ ˈ r n ə s / ( слушать )
Названный в честь
латинская форма Ūranus греческого бога Οὐρανός Урана
прилагательные Уранийский ( / j ʊ ˈ r n i ə n / )
Орбитальные характеристики
Эпоха J2000
Афелий 20,0965  а.е. ( 3 006,39  Гм )
перигелий 18,2861 а.е. ( 2 735,56  Гм)
19,191 26  а.е. ( 2 870,972  Гм)
Эксцентриситет 0,047 17
369,66 дня
6,80 км/с
142,238 600 °
наклон
74,006°
17–19 августа 2050 г.
96,998 857 °
Известные спутники 27
Физические характеристики
Средний радиус
25 362 ± 7 км
25 559 ± 4 км
4,007 Земли
Полярный радиус
24 973 ± 20 км
3,929 Земли
Уплощение 0,0229 ± 0,0008
Длина окружности 159 354,1 км
8,1156 × 10 9  км 2
15,91 Земли
Объем 6,833 × 10 13  км 3
63,086 Земли
масса (8,6810 ± 0,0013) × 10 25  кг
14,536 Земли
GM =5 793 939 ± 13 км 32
Средняя плотность
1,27 г/см 3
8,69  м/с 2
0,886  г
0,23 (оценка)
21,3 км/с
−0,718 32  д
−17 ч 14 м 23 с
( ретроградный )
−0,718 33  д
−17 ч 14 мин 24 с
(ретроградный)
Экваториальная скорость вращения
2,59 км/с
9320 км/ч
97,77 ° (на орбиту)
прямое восхождение на северный полюс
17 ч 9 м 15 с
257,311°
Склонение северного полюса
−15,175°
Альбедо 0,300 ( связь )
0,488 ( геом. )
Температура поверхности мин иметь в виду Макс
бар _ 76 К
(-197,2 ° С)
0,1 бар
( тропопауза )
47 К 53 К 57 К
от 5,38 до 6,03
от 3,3 до 4,1 дюйма
Атмосфера
27,7 км
Состав по объему Ниже 1,3 бар (130 кПа): Ледяные летучие вещества :

Уран — седьмая планета от Солнца . Он назван в честь греческого небесного божества Урана ( Целуса ), который в греческой мифологии является отцом Кроноса ( Сатурна ), дедом Зевса ( Юпитера ) и прадедом Ареса ( Марса ). У Урана третий по величине планетарный радиус и четвертая по величине планетарная масса в Солнечной системе . Планета похожа по составу на Нептун , и оба имеют общий химический состав, который отличается от такового у двух других планет-гигантов , Юпитера и Сатурна ( газовых гигантов ). По этой причине ученые часто выделяют Уран и Нептун в разряд « ледяных гигантов ».

Как и у газовых гигантов, у ледяных гигантов отсутствует четко очерченная твердая поверхность. Атмосфера Урана похожа на атмосферу Юпитера и Сатурна по своему основному составу из водорода и гелия , но она содержит больше « льдов », таких как вода, аммиак и метан , а также следы других углеводородов . У него самая холодная планетарная атмосфера в Солнечной системе с минимальной температурой 49 кельвинов (-224 ° C; -371 ° F). Имеет сложную слоистую структуру облаков ; считается, что вода составляет самые нижние облака, а метан — самый верхний слой. Недра планеты в основном состоят из льдов и горных пород.

Как и другие планеты-гиганты, Уран имеет систему колец , магнитосферу и многочисленные спутники . Система Урана имеет уникальную конфигурацию, потому что ее ось вращения наклонена вбок, почти в плоскость ее солнечной орбиты. Следовательно, его северный и южный полюса лежат там, где у большинства других планет есть свои экваторы . В 1986 году снимки с "Вояджера-2" показали, что Уран выглядит почти безликой планетой в видимом свете, без полос облаков или штормов, характерных для других планет-гигантов. Ни один другой космический корабль еще не посещал планету. Наблюдения с Земли показали сезонные изменения и усиление погодной активности по мере приближения Урана к точке равноденствия в 2007 году. Скорость ветра может достигать 250 метров в секунду (900 км/ч; 560 миль в час).

История

Положение Урана (отмечено крестиком) в день его открытия 13 марта 1781 г.

Как и классические планеты , Уран виден невооруженным глазом, но древние наблюдатели никогда не признавали его планетой из-за его тусклости и медленной орбиты. Сэр Уильям Гершель впервые наблюдал Уран 13 марта 1781 года, что привело к его открытию как планеты, впервые в истории расширив известные границы Солнечной системы и сделав Уран первой планетой, классифицированной как таковая с помощью телескопа .

Открытие

Уран много раз наблюдали до того, как его признали планетой, но обычно его ошибочно принимали за звезду. Возможно, самое раннее известное наблюдение было сделано Гиппархом , который в 128 г. до н.э. мог записать ее как звезду для своего звездного каталога , который позже был включен в Альмагест Птолемея . Самое раннее точное наблюдение было в 1690 году, когда Джон Флемстид наблюдал его по крайней мере шесть раз, каталогизировав его как 34 Тельца . Французский астроном Пьер Шарль Ле Монье наблюдал Уран не менее двенадцати раз между 1750 и 1769 годами, в том числе четыре ночи подряд.

Сэр Уильям Гершель наблюдал Уран 13 марта 1781 года из сада своего дома на Нью-Кинг-стрит, 19 в Бате, Сомерсет , Англия (ныне Астрономический музей Гершеля ), и первоначально сообщил об этом (26 апреля 1781 года) как о комете . С помощью самодельного 6,2-дюймового телескопа-рефлектора Гершель «провел серию наблюдений за параллаксом неподвижных звезд».

Гершель записал в своем дневнике: «В квартиле около ζ Тельца  ... либо [а] туманная звезда, либо, возможно, комета». 17 марта он отметил: «Я искал комету или туманную звезду и обнаружил, что это комета, потому что она изменила свое место». Когда он представил свое открытие Королевскому обществу , он продолжал утверждать, что нашел комету, но также неявно сравнивал ее с планетой:

Когда я впервые увидел комету, я имел мощность 227. Из опыта я знаю, что диаметры неподвижных звезд не увеличиваются пропорционально более высоким увеличениям, как планеты; поэтому теперь я положил степени в 460 и 932 и обнаружил, что диаметр кометы увеличился пропорционально силе, как и должно быть, при условии, что она не является неподвижной звездой, в то время как диаметры звезд которые я сравнивал, не увеличились в том же соотношении. Более того, комета, увеличенная гораздо больше, чем позволял ее свет, казалась туманной и нечеткой при этих огромных увеличениях, в то время как звезды сохраняли тот блеск и отчетливость, которые, как я знал из многих тысяч наблюдений, они сохранят. Продолжение показало, что мои предположения были вполне обоснованными, и это оказалась комета, которую мы недавно наблюдали.

Гершель уведомил астронома Ройала Невила Маскелина о своем открытии и 23 апреля 1781 года получил от него смущенный ответ: «Я не знаю, как это назвать. Скорее всего, это обычная планета, движущаяся по орбите, почти круговой относительно солнце как комета, движущаяся по очень эксцентричному эллипсу. Я еще не видел ни комы, ни хвоста».

Хотя Гершель продолжал описывать свой новый объект как комету, другие астрономы уже начали подозревать иное. Финско-шведский астроном Андерс Йохан Лекселл , работающий в России, первым вычислил орбиту нового объекта. Его почти круговая орбита привела его к выводу, что это скорее планета, чем комета. Берлинский астроном Иоганн Элерт Боде описал открытие Гершеля как «движущуюся звезду, которую можно считать до сих пор неизвестным планетоподобным объектом, обращающимся за орбитой Сатурна». Боде пришел к выводу, что его почти круговая орбита больше похожа на орбиту планеты, чем на комету.

Вскоре этот объект был повсеместно признан новой планетой. К 1783 году Гершель признал это президенту Королевского общества Джозефу Бэнксу : «По наблюдениям наиболее выдающихся астрономов Европы, новая звезда, на которую я имел честь указать им в марте 1781 года, является главной планетой Наша Солнечная система." В знак признания его достижений король Георг III назначил Гершелю ежегодную стипендию в размере 200 фунтов стерлингов (что эквивалентно 26000 фунтов стерлингов в 2021 году) при условии, что он переедет в Виндзор , чтобы королевская семья могла смотреть в его телескопы.

Имя

Имя Урана отсылает к древнегреческому божеству неба Урану ( древнегреческий : Οὐρανός ), известному как Целус в римской мифологии, отцу Кроноса ( Сатурн ) и деду Зевса ( Юпитер ), который на латыни переводился как Уран ( МФА:  [ˈuːranʊs] ). Это единственная из восьми планет, чье английское название происходит от фигуры из греческой мифологии . Прилагательная форма Урана — «уранская». Произношение имени Уран , предпочитаемое среди астрономов , - / ˈ jʊər ə n ə s / YOOR -ə-nəs , с ударением на первом слоге, как в латинском Uranus , в отличие от / j ʊ ˈ r n ə s / yoo- RAY -nəs с ударением на втором слоге и долгим a , хотя оба варианта считаются допустимыми.

Консенсус относительно названия не был достигнут почти через 70 лет после открытия планеты. Во время первоначальных дискуссий после открытия Маскелин попросил Гершеля «оказать астрономическому миру благосклонность [ sic ] дать имя вашей планете, которое полностью принадлежит вам, [и] которому мы так обязаны вам за открытие. ". В ответ на просьбу Маскелина Гершель решил назвать объект Георгиум Сидус (Звезда Георга) или «Грузинская планета» в честь своего нового покровителя, короля Георга III. Он объяснил это решение в письме Джозефу Бэнксу:

В сказочные века древности названия Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн давались планетам как имена их главных героев и божеств. В нынешнюю более философскую эпоху едва ли допустимо прибегнуть к тому же методу и назвать его Юноной, Палладой, Аполлоном или Минервой для имени нашего нового небесного тела. Первым соображением любого конкретного события или примечательного инцидента, по-видимому, является его хронология: следует ли в какой-либо будущей эпохе задаться вопросом, когда была открыта эта последняя найденная Планета? Было бы очень удовлетворительным ответом сказать: «В царствование короля Георга Третьего».

Предложенное Гершелем имя не пользовалось популярностью за пределами Великобритании и Ганновера, и вскоре были предложены альтернативы. Астроном Жером Лаланд предложил назвать его Гершелем в честь его первооткрывателя. Шведский астроном Эрик Просперин предложил название Нептун , которое поддержали другие астрономы, которым понравилась идея отметить победы британского Королевского военно-морского флота в ходе Войны за независимость США , назвав новую планету даже Нептуном Георга III или Нептуном Великобритании. .

В мартовском трактате 1782 года Боде предложил Урана , латинизированную версию греческого бога неба Урана . Боде утверждал, что имя должно следовать мифологии, чтобы не выделяться среди других планет, и что Уран был подходящим именем как отец первого поколения Титанов . Он также отметил элегантность названия в том, что так же, как Сатурн был отцом Юпитера , новая планета должна быть названа в честь отца Сатурна. Однако Боде явно не знал, что Уран был лишь латинизированной формой титульного божества, а его римским эквивалентом был Целус. В 1789 году коллега Боде по Королевской академии Мартин Клапрот назвал свой недавно открытый элемент ураном в поддержку выбора Боде. В конце концов, предложение Боде стало наиболее широко используемым и стало универсальным в 1850 году, когда HM Nautical Almanac Office , последний противник, перешел с использования Georgium Sidus на Uranus .

Уран имеет два астрономических символа . Первый предложенный , ⛢был предложен Иоганном Готфридом Кёлером по просьбе Боде в 1782 году. Келер предложил присвоить новой планете символ платины , который был научно описан всего 30 лет назад. Поскольку алхимического символа платины не существовало , он предложилили, комбинация планетарных символов металла ☉ (золото) и ♂ (железо), поскольку платина (или «белое золото») встречается в смеси с железом. Боде считал, что вертикальная ориентация ⛢ лучше сочетается с символами других планет, оставаясь при этом отчетливой. Этот символ преобладает в современной астрономии в тех редких случаях, когда символы вообще используются. Второй символ, ♅, был предложен Лаландом в 1784 году. В письме к Гершелю Лаланд описал его как « un globe surmonté par la première lettre de votre nom » («глобус, увенчанный первой буквой вашей фамилии»). Второй символ почти универсален в астрологии.

Уран называют множеством имен на других языках. На китайском , японском , корейском и вьетнамском языках его название буквально переводится как «звезда короля неба» (天王星). На тайском языке его официальное название — Дао Юренат ( ดาวยูเรนัส ), как и на английском языке. Другое его название на тайском языке - Дао Маруэттаю ( ดาวมฤตยู , Звезда Мритью), от санскритского слова «смерть», Мртью ( मृत्यु ). На монгольском языке его зовут Тэнгерийн Ван ( Тэнгэрийн ван ), что переводится как «Царь Неба», что отражает роль бога-тезки как правителя небес. На гавайском языке его имя Хелеэкала , гавайский перевод имени «Гершель». На языке маори его зовут Веранги .

Орбита и вращение

Уран делает один оборот вокруг Солнца за 84 года. В 2033 году планета совершит третий полный оборот вокруг Солнца с момента открытия в 1781 году. С тех пор планета дважды возвращалась в точку своего открытия к северо-востоку от Зета Тельца , 25 марта 1865 года и 29 марта 1949 года. вернитесь в это место снова 3 апреля 2033 года. Его среднее расстояние от Солнца составляет примерно 20  а.е. (3  миллиарда  км ; 2 миллиарда  миль ). Разница между его минимальным и максимальным расстоянием от Солнца составляет 1,8 а.е., что больше, чем у любой другой планеты, хотя и не так велико, как у карликовой планеты Плутон . Интенсивность солнечного света обратно пропорциональна квадрату расстояния, и поэтому на Уране (на расстоянии примерно в 20 раз большем, чем расстояние от Солнца по сравнению с Землей) она составляет примерно 1/400 интенсивности света на Земле.

Элементы орбиты Урана были впервые рассчитаны в 1783 году Пьером-Симоном Лапласом . Со временем стали появляться расхождения между предсказанными и наблюдаемыми орбитами, и в 1841 году Джон Кауч Адамс впервые предположил, что различия могут быть связаны с гравитационным притяжением невидимой планеты. В 1845 году Урбен Леверье начал собственное независимое исследование орбиты Урана. 23 сентября 1846 года Иоганн Готфрид Галле обнаружил новую планету, позже названную Нептуном , почти в том месте, которое предсказывал Леверье.

Период вращения недр Урана составляет 17 часов 14 минут. Как и на всех планетах-гигантах , его верхние слои атмосферы испытывают сильные ветры в направлении вращения. На некоторых широтах, например около 60 градусов южной широты, видимые элементы атмосферы движутся намного быстрее, совершая полный оборот всего за 14 часов.

Осевой наклон

Смоделированный вид Земли на Уран с 1986 по 2030 год, от южного летнего солнцестояния в 1986 году до равноденствия в 2007 году и северного летнего солнцестояния в 2028 году.

Ось вращения Урана приблизительно параллельна плоскости Солнечной системы с осевым наклоном 97,77 ° (как определено прямым вращением). Это дает ему сезонные изменения, совершенно непохожие на другие планеты. Ближе к солнцестоянию один полюс постоянно обращен к Солнцу, а другой обращен в сторону, и только узкая полоса вокруг экватора испытывает быстрый цикл дня и ночи, когда Солнце низко над горизонтом. На другой стороне орбиты Урана ориентация полюсов по отношению к Солнцу обратная. Каждый полюс получает около 42 лет непрерывного солнечного света, за которыми следуют 42 года темноты. Ближе ко времени равноденствий Солнце обращено к экватору Урана, что дает период дневных и ночных циклов, подобных тем, которые наблюдаются на большинстве других планет.

Одним из результатов такой ориентации оси является то, что в среднем за год Урана приполярные области Урана получают больший приток энергии от Солнца, чем его экваториальные области. Тем не менее, на экваторе Уран горячее, чем на полюсах. Основной механизм, вызывающий это, неизвестен. Причина необычного наклона оси Урана также точно не известна, но обычно предполагается, что во время формирования Солнечной системы протопланета размером с Землю столкнулась с Ураном, что привело к перекосу ориентации. Исследования Джейкоба Кегеррайса из Университета Дарема показывают, что наклон произошел в результате столкновения с камнем большего размера, чем Земля, 3–4 миллиарда лет назад. Южный полюс Урана был направлен почти прямо на Солнце во время пролета «Вояджера-2 » в 1986 году. Обозначение этого полюса как «южного» использует определение, одобренное в настоящее время Международным астрономическим союзом , а именно, что северный полюс планеты или спутник — это полюс, который указывает над неизменной плоскостью Солнечной системы, независимо от направления вращения планеты. Иногда используется другое соглашение, в котором северный и южный полюса тела определяются в соответствии с правилом правой руки относительно направления вращения.

Список солнцестояний и равноденствий
Северное полушарие Год Южное полушарие
Зимнее солнцестояние 1902, 1986, 2069 Летнее солнцестояние
весеннее равноденствие 1923, 2007, 2092 Осеннее равноденствие
Летнее солнцестояние 1944, 2030 Зимнее солнцестояние
Осеннее равноденствие 1965, 2050 весеннее равноденствие

Видимость

Движение Урана перед звездами Овна в 2022 году

Средняя видимая величина Урана составляет 5,68 при стандартном отклонении 0,17, а крайние значения — 5,38 и 6,03. Этот диапазон яркости близок к пределу видимости невооруженным глазом . Большая часть изменчивости зависит от планетарных широт, освещенных Солнцем и наблюдаемых с Земли. Его угловой диаметр составляет от 3,4 до 3,7 угловых секунд по сравнению с 16–20 угловыми секундами для Сатурна и от 32 до 45 угловых секунд для Юпитера. В оппозиции Уран виден невооруженным глазом на темном небе и становится легкой мишенью даже в городских условиях с биноклем. В большие любительские телескопы с диаметром объектива от 15 до 23 см Уран выглядит как бледно-голубой диск с отчетливым затемнением к краю . В большой телескоп 25 см или шире можно увидеть узоры облаков, а также некоторые из более крупных спутников, таких как Титания и Оберон .

Физические характеристики

Внутренняя структура

Сравнение размеров Земли и Урана
Схема внутренней части Урана

Масса Урана примерно в 14,5 раз больше массы Земли, что делает его наименее массивной из планет-гигантов. Его диаметр немного больше, чем у Нептуна, примерно в четыре раза больше, чем у Земли. В результате плотность 1,27 г/см 3 делает Уран второй наименее плотной планетой после Сатурна. Это значение указывает на то, что он состоит в основном из различных льдов, таких как вода, аммиак и метан. Общая масса льда внутри Урана точно неизвестна, потому что в зависимости от выбранной модели появляются разные цифры; она должна быть между 9,3 и 13,5 массами Земли. Водород и гелий составляют лишь небольшую часть от общего количества, от 0,5 до 1,5 массы Земли. Остальная часть неледяной массы (от 0,5 до 3,7 массы Земли) приходится на скалистый материал .

Стандартная модель строения Урана состоит в том, что он состоит из трех слоев: каменного ( силикатного / железо-никелевого ) ядра в центре, ледяной мантии посередине и внешней газообразной водородно-гелиевой оболочки. Ядро относительно небольшое, с массой всего 0,55 массы Земли и радиусом менее 20% радиуса Урана; мантия составляет его основную часть, массой около 13,4 массы Земли, а верхняя атмосфера относительно нематериальна, весит около 0,5 массы Земли и простирается на последние 20% радиуса Урана. Плотность ядра Урана составляет около 9 г/см 3 , давление в центре 8 миллионов  бар (800 ГПа ) и температура около 5000  К. Ледяная мантия на самом деле состоит не из льда в обычном смысле, а из горячей и плотной жидкости, состоящей из воды, аммиака и других летучих веществ . Эту жидкость, обладающую высокой электропроводностью, иногда называют водно-аммиачным океаном.

Экстремальное давление и температура в глубине Урана могут разрушить молекулы метана, а атомы углерода сконденсироваться в кристаллы алмаза, которые осыпаются сквозь мантию подобно градину. Это явление похоже на алмазные дожди, которые, по мнению ученых, существуют на Юпитере , Сатурне и Нептуне . Эксперименты с очень высоким давлением в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса предполагают, что основание мантии может состоять из океана металлического жидкого углерода, возможно, с плавающими твердыми «алмазными айсбергами».

Общий состав Урана и Нептуна отличается от состава Юпитера и Сатурна , причем лед преобладает над газами, что оправдывает их отдельную классификацию как ледяных гигантов . Может быть слой ионной воды, где молекулы воды распадаются на ионы водорода и кислорода, и более глубокий слой суперионной воды , в которой кислород кристаллизуется, но ионы водорода свободно перемещаются внутри кислородной решетки.

Хотя рассмотренная выше модель достаточно стандартна, она не уникальна; другие модели также удовлетворяют наблюдениям. Например, если в ледяной мантии смешаны значительные количества водорода и скального материала, то общая масса льдов в недрах будет меньше и, соответственно, масса горных пород и водорода больше. Имеющиеся в настоящее время данные не позволяют научно определить, какая модель верна. Жидкая внутренняя структура Урана означает, что у него нет твердой поверхности. Газообразная атмосфера постепенно переходит во внутренние жидкие слои. Для удобства вращающийся сплюснутый сфероид, установленный в точке, в которой атмосферное давление равно 1 бар (100 кПа), условно обозначен как «поверхность». Он имеет экваториальный и полярный радиусы 25 559 ± 4 км (15 881,6 ± 2,5 мили) и 24 973 ± 20 км (15 518 ± 12 миль) соответственно. Эта поверхность используется в этой статье как нулевая точка для высот.

Внутреннее тепло

Внутреннее тепло Урана заметно ниже, чем у других планет-гигантов; с астрономической точки зрения, он имеет низкий тепловой поток . Почему внутренняя температура Урана такая низкая, до сих пор неясно. Нептун, близнец Урана по размеру и составу, излучает в космос в 2,61 раза больше энергии, чем получает от Солнца, но Уран практически не излучает избыточного тепла. Полная мощность, излучаемая Ураном в дальней инфракрасной (т.е. тепловой) части спектра, равнав 1,06 ± 0,08 раза больше солнечной энергии, поглощаемой его атмосферой . Тепловой поток Урана составляет всего0,042 ± 0,047  Вт / м 2 , что ниже внутреннего теплового потока Земли примерно0,075  Вт / м 2 . Самая низкая температура, зарегистрированная в тропопаузе Урана, составляет 49 К (-224,2 ° C; -371,5 ° F), что делает Уран самой холодной планетой в Солнечной системе.

Одна из гипотез этого несоответствия предполагает, что, когда Уран столкнулся со сверхмассивным импактором, из-за чего он изверг большую часть своего изначального тепла, температура его ядра снизилась. Эта ударная гипотеза также используется в некоторых попытках объяснить осевой наклон планеты. Другая гипотеза состоит в том, что в верхних слоях Урана существует некая форма барьера, который не позволяет теплу ядра достигать поверхности. Например, конвекция может иметь место в наборе различных по составу слоев, что может препятствовать переносу тепла вверх ; возможно, двойная диффузионная конвекция является ограничивающим фактором.

В исследовании 2021 года внутренние условия ледяных гигантов были имитированы путем сжатия воды, содержащей такие минералы, как оливин и ферропериклаз , что показало, что большое количество магния может быть растворено в жидких недрах Урана и Нептуна. Если на Уране магния больше, чем на Нептуне, он может образовать теплоизоляционный слой, что потенциально объясняет низкую температуру планеты.

Атмосфера

Атмосфера Урана, сделанная в рамках программы «Наследие атмосферы внешней планеты» (OPAL).

Хотя внутри Урана нет четко определенной твердой поверхности, самая внешняя часть газовой оболочки Урана, доступная для дистанционного зондирования, называется его атмосферой . Возможности дистанционного зондирования простираются примерно на 300 км ниже уровня 1 бар (100 кПа) с соответствующим давлением около 100 бар (10 МПа) и температурой 320 К (47 ° C; 116 ° F). Разреженная термосфера простирается на два планетарных радиуса от номинальной поверхности, которая, как определено, находится при давлении 1 бар. Атмосферу Урана можно разделить на три слоя: тропосфера с высотой от -300 до 50 км (от -186 до 31 мили) и давлением от 100 до 0,1 бар (от 10 МПа до 10 кПа); стратосфера , охватывающая высоты от 50 до 4000 км (от 31 до 2485 миль) и давление от 0,1 до 10-10  бар (от 10 кПа до 10  мкПа ); и термосфера простирается от 4 000 км до 50 000 км от поверхности. Мезосферы нет .

Состав

Состав атмосферы Урана отличается от его основной массы, состоящей в основном из молекулярного водорода и гелия. Молярная доля гелия , т. е. число атомов гелия на молекулу газа, составляет0,15 ± 0,03 в верхней тропосфере, что соответствует массовой доле0,26 ± 0,05 . Это значение близко к массовой доле протосолнечного гелия в0,275 ± 0,01 , что указывает на то, что гелий не оседает в его центре, как в газовых гигантах. Третьим по распространенности компонентом атмосферы Урана является метан ( CH 4 ). Метан имеет заметные полосы поглощения в видимом и ближнем инфракрасном (ИК), что придает Урану аквамариновый или голубой цвет. Молекулы метана составляют 2,3% атмосферы по молярной доле ниже слоя метанового облака при уровне давления 1,3 бар (130 кПа); это примерно в 20–30 раз превышает содержание углерода на Солнце. Соотношение смешивания в верхних слоях атмосферы намного ниже из-за чрезвычайно низкой температуры, которая снижает уровень насыщения и вызывает вымерзание избыточного метана. Обилие менее летучих соединений, таких как аммиак, вода и сероводород , в глубинных слоях атмосферы малоизвестно. Вероятно, они также выше солнечных значений. Наряду с метаном в стратосфере Урана обнаружены следовые количества различных углеводородов , которые, как считается, образуются из метана в результате фотолиза , индуцированного солнечным ультрафиолетовым (УФ) излучением. К ним относятся этан ( C2H6 ) , ацетилен ( C2H2 ) , метилацетилен ( CH3C2H ) и диацетилен ( C2HC2H ) . _ _ _ _ _ _ _ _ Спектроскопия также обнаружила следы водяного пара, окиси углерода и двуокиси углерода в верхних слоях атмосферы, которые могут образовываться только из внешних источников, таких как падающая пыль и кометы .

Тропосфера

Тропосфера является самой нижней и самой плотной частью атмосферы и характеризуется понижением температуры с высотой. Температура падает примерно с 320 К (47 ° C; 116 ° F) в основании номинальной тропосферы на высоте -300 км до 53 К (-220 ° C; -364 ° F) на высоте 50 км. Температура в самой холодной верхней области тропосферы ( тропопауза ) фактически колеблется в диапазоне от 49 до 57 К (от -224 до -216 ° C; от -371 до -357 ° F) в зависимости от планетарной широты. Область тропопаузы отвечает за подавляющее большинство тепловых излучений Урана в дальней инфракрасной области , что определяет его эффективную температуру 59,1 ± 0,3 К (-214,1 ± 0,3 ° C; -353,3 ± 0,5 ° F).

Считается, что тропосфера имеет очень сложную облачную структуру; предполагается, что водяные облака находятся в диапазоне давлений от 50 до 100 бар (от 5 до 10 МПа), облака гидросульфида аммония находятся в диапазоне от 20 до 40 бар (от 2 до 4 МПа), облака аммиака или сероводорода находятся в диапазоне от 3 до 10. бар (0,3 и 1 МПа) и, наконец, прямое обнаружение тонких облаков метана при 1–2 бар (0,1–0,2 МПа). Тропосфера — это динамичная часть атмосферы, для которой характерны сильные ветры, яркие облака и сезонные изменения.

Верхняя атмосфера

Полярные сияния на Уране, полученные с помощью космического телескопа STIS, установленного на Хаббле .

Средний слой атмосферы Урана - это стратосфера , где температура обычно увеличивается с высотой от 53 К (-220 ° С; -364 ° F) в тропопаузе до 800–850 К (527 и 577 ° С; 980 и 1070 °С). °F) в основании термосферы. Нагрев стратосферы обусловлен поглощением солнечного УФ- и ИК-излучения метаном и другими углеводородами , образующимися в этой части атмосферы в результате фотолиза метана . Тепло также проводится от горячей термосферы. Углеводороды занимают относительно узкий слой на высоте от 100 до 300 км, что соответствует диапазону давлений от 1000 до 10 Па и температурам от 75 до 170 К (от -198 до -103 ° C; от -325 до -154 ° F). .

Наиболее распространенными углеводородами являются метан, ацетилен и этан с соотношением компонентов смеси около 10.-7 по отношению к водороду. Соотношение смеси окиси углерода одинаково на этих высотах. Более тяжелые углеводороды и двуокись углерода имеют коэффициенты смешивания на три порядка ниже. Соотношение обилия воды составляет около 7 × 10−9 . Этан и ацетилен имеют тенденцию конденсироваться в более холодной нижней части стратосферы и тропопаузы (ниже уровня 10 мбар), образуя слои тумана, которые могут быть частично ответственны за мягкий внешний вид Урана. Концентрация углеводородов в стратосфере Урана над дымкой значительно ниже, чем в стратосферах других планет-гигантов.

Самый внешний слой атмосферы Урана — это термосфера и корона, которые имеют однородную температуру от 800 до 850 К. Источники тепла, необходимые для поддержания такого высокого уровня, не изучены, поскольку ни солнечное УФ, ни авроральная активность не могут обеспечить энергии, необходимой для поддержания этих температур. Свой вклад может внести и слабая эффективность охлаждения из-за отсутствия углеводородов в стратосфере при давлении выше 0,1 мбар. Помимо молекулярного водорода, термосфера-корона содержит много свободных атомов водорода. Их небольшая масса и высокие температуры объясняют, почему корона простирается на 50 000 км (31 000 миль), или на два радиуса Урана, от его поверхности. Эта расширенная корона является уникальной особенностью Урана. Его эффекты включают торможение мелких частиц, вращающихся вокруг Урана, вызывая общее истощение пыли в кольцах Урана. Термосфера Урана вместе с верхней частью стратосферы соответствует ионосфере Урана . Наблюдения показывают, что ионосфера занимает высоты от 2 000 до 10 000 км (от 1 200 до 6 200 миль). Ионосфера Урана более плотная, чем у Сатурна или Нептуна, что может быть связано с низкой концентрацией углеводородов в стратосфере. Ионосфера в основном поддерживается за счет солнечного УФ-излучения, и ее плотность зависит от солнечной активности . Авроральная активность незначительна по сравнению с Юпитером и Сатурном.

магнитосфера

Магнитное поле Урана
(анимация; 25 марта 2020 г.)

До прибытия «Вояджера-2» не проводилось никаких измерений магнитосферы Урана , поэтому ее природа оставалась загадкой. До 1986 года ученые ожидали, что магнитное поле Урана будет соответствовать солнечному ветру , потому что тогда оно совпадет с полюсами Урана, лежащими в эклиптике .

Наблюдения "Вояджера " показали, что магнитное поле Урана является своеобразным, потому что оно не исходит из его геометрического центра и потому что оно наклонено на 59° от оси вращения. На самом деле магнитный диполь смещен от центра Урана к южному полюсу вращения на целых одну треть планетарного радиуса. Эта необычная геометрия приводит к сильно асимметричной магнитосфере, где напряженность магнитного поля на поверхности в южном полушарии может составлять всего 0,1  Гс (10  мкТл ), тогда как в северном полушарии она может достигать 1,1 Гс (110 мкТл). ). Среднее поле на поверхности составляет 0,23 Гс (23 мкТл).

Исследования данных «Вояджера-2» в 2017 году показывают, что эта асимметрия заставляет магнитосферу Урана соединяться с солнечным ветром один раз в уранские сутки, открывая планету для солнечных частиц. Для сравнения, магнитное поле Земли примерно одинаково сильно на любом полюсе, а ее «магнитный экватор» примерно параллелен ее географическому экватору. Дипольный момент Урана в 50 раз больше, чем у Земли. Нептун имеет такое же смещенное и наклоненное магнитное поле, что позволяет предположить, что это может быть общей чертой ледяных гигантов. Одна из гипотез заключается в том, что, в отличие от магнитных полей земных и газовых гигантов, которые генерируются в их ядрах, магнитные поля ледяных гигантов генерируются движением на относительно небольших глубинах, например, в водно-аммиачном океане. Другое возможное объяснение выравнивания магнитосферы состоит в том, что внутри Урана есть океаны жидкого алмаза, которые сдерживают магнитное поле.

Несмотря на свое любопытное выравнивание, в других отношениях магнитосфера Урана похожа на магнитосферу других планет: она имеет ударную волну примерно на 23 уранских радиуса впереди себя, магнитопаузу на 18 уранских радиусах, полностью развитый хвост магнитосферы и радиационные пояса . В целом структура магнитосферы Урана отличается от структуры Юпитера и больше похожа на структуру Сатурна. Хвост магнитосферы Урана тянется за ним в космос на миллионы километров и при боковом вращении скручивается в длинный штопор.

Магнитосфера Урана содержит заряженные частицы : в основном протоны и электроны , с небольшим количеством ионов H 2+ . Многие из этих частиц, вероятно, происходят из термосферы. Энергии ионов и электронов могут достигать 4 и 1,2  мегаэлектронвольт соответственно. Плотность низкоэнергетических (менее 1  кэВ ) ионов во внутренней магнитосфере составляет около 2 см -3 . На популяцию частиц сильно влияют спутники Урана, которые проносятся через магнитосферу, оставляя заметные бреши. Поток частиц достаточно высок, чтобы вызвать потемнение или космическое выветривание их поверхностей за астрономически короткий промежуток времени в 100 000 лет. Это может быть причиной равномерно темной окраски спутников и колец Урана. На Уране относительно хорошо развиты полярные сияния, которые видны как яркие дуги вокруг обоих магнитных полюсов. В отличие от Юпитера, полярные сияния Урана кажутся незначительными для энергетического баланса планетарной термосферы. В марте 2020 года астрономы НАСА сообщили об обнаружении крупного атмосферного магнитного пузыря, также известного как плазмоид , выброшенного в космическое пространство с планеты Уран, после переоценки старых данных, записанных космическим зондом «Вояджер-2» во время облета планеты в 1986 году. .

Климат

В ультрафиолетовом и видимом диапазонах атмосфера Урана более мягкая по сравнению с другими планетами-гигантами, даже с Нептуном, на который она во всем остальном очень похожа. Когда «Вояджер-2» пролетел мимо Урана в 1986 году, он наблюдал в общей сложности десять особенностей облаков по всей планете. Одно из предлагаемых объяснений этого недостатка характеристик состоит в том, что внутреннее тепло Урана заметно ниже, чем у других планет-гигантов, поскольку, как указывалось ранее, Уран - самая холодная планета в Солнечной системе.

Полосатая структура, ветры и облака

Первое темное пятно, наблюдаемое на Уране. Изображение получено HST ACS в 2006 году.

В 1986 году "Вояджер-2" обнаружил, что видимое южное полушарие Урана можно разделить на две области: яркую полярную шапку и темные экваториальные полосы. Их граница находится примерно на -45° широты . Узкая полоса, охватывающая широтный диапазон от -45 до -50 °, является самой яркой крупной деталью на ее видимой поверхности. Его называют южным «воротником». Шапка и воротник считаются плотной областью метановых облаков, расположенных в диапазоне давлений от 1,3 до 2 бар (см. выше). Помимо крупномасштабной полосчатой ​​структуры, "Вояджер-2" наблюдал десять небольших ярких облаков, большинство из которых лежало в нескольких градусах к северу от воротника. Во всем остальном Уран в 1986 году выглядел как динамически мертвая планета.

«Вояджер-2» прибыл на Уран в разгар южного лета и не смог наблюдать за северным полушарием. В начале 21 века, когда в поле зрения попала северная полярная область, космический телескоп Хаббла (HST) и телескоп Кека изначально не наблюдали ни воротника, ни полярной шапки в северном полушарии. Таким образом, Уран оказался асимметричным: ярким вблизи южного полюса и равномерно темным в районе севернее южного воротника. В 2007 году, когда Уран прошел равноденствие, южный воротник почти исчез, а около 45° широты появился слабый северный воротник .

В 1990-х годах количество наблюдаемых особенностей ярких облаков значительно возросло отчасти из-за того, что стали доступны новые методы получения изображений с высоким разрешением. Большинство из них были обнаружены в северном полушарии, когда оно начало становиться видимым. Было показано, что раннее объяснение — что яркие облака легче идентифицировать в его темной части, тогда как в южном полушарии их маскирует яркий воротник — оказалось неверным. Тем не менее, существуют различия между облаками каждого полушария. Северные облака меньше, резче и ярче. Кажется, что они лежат на большей высоте. Время жизни облаков составляет несколько порядков. Некоторые маленькие облака живут часами; по крайней мере, одно южное облако могло сохраниться после пролета " Вояджера-2" . Недавнее наблюдение также показало, что особенности облаков на Уране имеют много общего с облаками на Нептуне. Например, темные пятна, характерные для Нептуна, никогда не наблюдались на Уране до 2006 года, когда была получена первая такая особенность, получившая название Темное пятно Урана . Предполагается, что Уран становится более похожим на Нептун во время сезона равноденствия.

Отслеживание многочисленных особенностей облаков позволило определить зональные ветры, дующие в верхней тропосфере Урана. На экваторе ветры ретроградные, а это значит, что они дуют в направлении, обратном вращению планеты. Их скорость составляет от -360 до -180 км / ч (от -220 до -110 миль в час). Скорость ветра увеличивается по мере удаления от экватора, достигая нулевых значений около ±20° широты, где находится температурный минимум тропосферы. Ближе к полюсам ветры смещаются в прямом направлении, двигаясь вместе с вращением Урана. Скорость ветра продолжает увеличиваться, достигая максимума на широте ± 60 °, а затем падает до нуля на полюсах. Скорость ветра на широте −40 ° колеблется от 540 до 720 км / ч (от 340 до 450 миль в час). Поскольку воротник скрывает все облака ниже этой параллели, скорость между ним и южным полюсом измерить невозможно. Напротив, в северном полушарии максимальные скорости до 860 км / ч (540 миль в час) наблюдаются около +50 ° широты.

Сезонная вариация

Уран в 2005 г. Видны кольца, южный воротник и яркое облако в северном полушарии (изображение HST ACS).

На короткий период с марта по май 2004 г. в атмосфере Урана появились большие облака, придавшие ей вид Нептуна. Наблюдения включали рекордную скорость ветра 820 км / ч (510 миль в час) и непрекращающуюся грозу, получившую название «фейерверк четвертого июля». 23 августа 2006 года исследователи из Института космических наук (Боулдер, Колорадо) и Университета Висконсина заметили темное пятно на поверхности Урана, что дало ученым больше информации об атмосферной активности Урана. Почему произошел этот внезапный всплеск активности, до конца неизвестно, но похоже, что экстремальный осевой наклон Урана приводит к резким сезонным колебаниям его погоды. Определить природу этих сезонных изменений сложно, потому что достоверные данные об атмосфере Урана существуют менее 84 лет, или одного полного уранийского года. Фотометрия в течение полугода Урана (начиная с 1950-х годов) показала регулярное изменение яркости в двух спектральных полосах , с максимумами в дни солнцестояний и минимумами в дни равноденствий. Подобные периодические изменения с максимумами в дни солнцестояний были отмечены в микроволновых измерениях глубокой тропосферы, начатых в 1960-х годах. Измерения температуры стратосферы , начавшиеся в 1970-х годах, также показали максимальные значения вблизи солнцестояния 1986 года. Считается, что большая часть этой изменчивости происходит из-за изменений в геометрии обзора.

Есть некоторые признаки того, что на Уране происходят физические сезонные изменения. Хотя известно, что Уран имеет яркую южную полярную область, северный полюс довольно тусклый, что несовместимо с моделью сезонных изменений, изложенной выше. Во время своего предыдущего северного солнцестояния в 1944 году Уран демонстрировал повышенный уровень яркости, что говорит о том, что северный полюс не всегда был таким тусклым. Эта информация подразумевает, что видимый полюс светлеет за некоторое время до солнцестояния и темнеет после равноденствия. Детальный анализ видимых и микроволновых данных показал, что периодические изменения яркости не полностью симметричны вокруг солнцестояний, что также указывает на изменение меридиональной картины альбедо. В 1990-х годах, когда Уран удалялся от своего солнцестояния, телескопы Хаббла и наземные телескопы показали, что южная полярная шапка заметно потемнела (за исключением южного воротника, который оставался ярким), в то время как северное полушарие демонстрировало растущую активность, такую ​​как образование облаков и более сильные ветры, подкрепляющие надежды на то, что скоро станет светлее. Это действительно произошло в 2007 г., когда прошло равноденствие: возник слабый северный полярный воротник, а южный стал почти невидимым, хотя профиль зонального ветра оставался слегка асимметричным, причем северные ветры были несколько медленнее южных.

Механизм этих физических изменений до сих пор не ясен. Ближе к летнему и зимнему солнцестоянию полушария Урана попеременно лежат либо в полном сиянии солнечных лучей, либо обращены в дальний космос. Считается, что осветление освещенного солнцем полушария является результатом локального уплотнения метановых облаков и слоев дымки, расположенных в тропосфере. Яркий воротник на широте −45° также связан с облаками метана. Другие изменения в южной полярной области можно объяснить изменениями в нижних слоях облаков. Изменение микроволнового излучения Урана, вероятно, вызвано изменениями в глубокой тропосферной циркуляции , поскольку густые полярные облака и дымка могут препятствовать конвекции. Теперь, когда на Уране наступают весеннее и осеннее равноденствие, динамика меняется, и конвекция может возникнуть снова.

Формирование

Утверждается, что различия между ледяными гигантами и газовыми гигантами связаны с историей их формирования. Предполагается, что Солнечная система образовалась из вращающегося диска газа и пыли, известного как предсолнечная туманность . Большая часть газа туманности, в первую очередь водород и гелий, образовала Солнце, а частицы пыли собрались вместе, чтобы сформировать первые протопланеты. По мере того, как планеты росли, некоторые из них в конечном итоге накапливали достаточно материи, чтобы их гравитация удерживала остаточный газ туманности. Чем больше газа они удерживали, тем больше становились; чем больше они становились, тем больше газа они удерживали, пока не была достигнута критическая точка, и их размер начал экспоненциально увеличиваться. Ледяные гиганты с массой туманного газа всего в несколько земных масс так и не достигли этой критической точки. Недавнее моделирование миграции планет показало, что оба ледяных гиганта сформировались ближе к Солнцу, чем их нынешнее положение, и после формирования двинулись наружу ( модель Ниццы ).

Луны

Основные спутники Урана в порядке увеличения расстояния (слева направо), в соответствии с их относительными размерами и альбедо (коллаж из фотографий "Вояджера-2" )

Уран имеет 27 известных естественных спутников . Имена этих спутников выбраны из персонажей произведений Шекспира и Александра Поупа . Пять основных спутников: Миранда , Ариэль , Умбриэль , Титания и Оберон . Спутниковая система Урана наименее массивна среди спутников планет-гигантов; совокупная масса пяти основных спутников будет меньше половины массы Тритона (крупнейшего спутника Нептуна ) в одиночку. Самый большой из спутников Урана, Титания, имеет радиус всего 788,9 км (490,2 миль), или меньше половины Луны , но немного больше, чем Рея, второй по величине спутник Сатурна, что делает Титанию восьмой по величине луной. в Солнечной системе. Спутники Урана имеют относительно низкое альбедо ; варьируется от 0,20 для Умбриэля до 0,35 для Ариэля (в зеленом свете). Это конгломераты льда и скалы, состоящие примерно на 50% из льда и на 50% из камня. Лед может включать аммиак и углекислый газ .

Среди спутников Урана у Ариэля самая молодая поверхность с наименьшим количеством ударных кратеров, а у Умбриэля самая старая. В Миранде есть каньоны разломов глубиной 20 км (12 миль), террасированные слои и хаотическое изменение возраста и особенностей поверхности. Считается, что геологическая активность Миранды в прошлом была вызвана приливным нагревом в то время, когда ее орбита была более эксцентричной, чем сейчас, вероятно, в результате бывшего орбитального резонанса 3: 1 с Умбриэлем. Процессы растяжения , связанные с восходящими диапирами , являются вероятным источником корон , подобных «беговой дорожке» Миранды . Считается, что Ариэль когда-то находился в резонансе 4: 1 с Титанией.

У Урана есть по крайней мере один подковообразный орбитальный аппарат , занимающий Солнцеточка Лагранжа L 3 Урана — гравитационно нестабильная область на 180° его орбиты, 83982 Крантор . Крантор движется внутри коорбитальной области Урана по сложной временной подковообразной орбите. 2010 EU 65 также является многообещающим кандидатом на подковообразный либратор Урана .

Кольца

Полярное сияние Урана на фоне его экваториальных колец, запечатленное телескопом Хаббл. В отличие от полярных сияний Земли и Юпитера, полярные сияния Урана не совпадают с его полюсами из-за его неравномерного магнитного поля.

Кольца Урана состоят из чрезвычайно темных частиц, размер которых варьируется от микрометров до долей метра. В настоящее время известно тринадцать различных колец, самым ярким из которых является кольцо ε. Все, кроме двух колец Урана, чрезвычайно узкие — обычно их ширина составляет несколько километров. Кольца, вероятно, совсем молодые; соображения динамики показывают, что они не образовались с Ураном. Материя в кольцах, возможно, когда-то была частью луны (или лун), которая была разбита вдребезги высокоскоростными ударами. Из многочисленных обломков, образовавшихся в результате этих ударов, уцелело лишь несколько частиц в устойчивых зонах, соответствующих положениям нынешних колец.

Уильям Гершель описал возможное кольцо вокруг Урана в 1789 году. Это наблюдение обычно считается сомнительным, потому что кольца довольно слабые, и в последующие два столетия другие наблюдатели не заметили ни одного. Тем не менее, Гершель сделал точное описание размера кольца эпсилон, его угла относительно Земли, его красного цвета и его очевидных изменений, когда Уран путешествовал вокруг Солнца. Система колец была окончательно открыта 10 марта 1977 года Джеймсом Л. Эллиотом , Эдвардом У. Данхэмом и Джессикой Минк с помощью воздушной обсерватории Койпера . Открытие было случайным; они планировали использовать покрытие звезды SAO 158687 (также известной как HD 128598) Ураном для изучения ее атмосферы . Когда их наблюдения были проанализированы, они обнаружили, что звезда ненадолго исчезала из поля зрения пять раз как до, так и после того, как она исчезла за Ураном. Они пришли к выводу, что вокруг Урана должна быть система колец. Позже они обнаружили еще четыре кольца. Кольца были запечатлены непосредственно, когда "Вояджер-2" прошел мимо Урана в 1986 году. "Вояджер-2" также обнаружил два дополнительных тусклых кольца, в результате чего их общее число достигло одиннадцати.

В декабре 2005 года космический телескоп Хаббл обнаружил пару ранее неизвестных колец. Самое большое находится в два раза дальше от Урана, чем известные ранее кольца. Эти новые кольца находятся так далеко от Урана, что их называют «внешней» системой колец. Хаббл также заметил два небольших спутника, один из которых, Mab , делит свою орбиту с самым внешним недавно открытым кольцом. Благодаря новым кольцам общее количество колец Урана достигло 13. В апреле 2006 г. изображения новых колец из обсерватории Кека показали цвета внешних колец: самое внешнее - синее, а другое - красное. Одна из гипотез относительно синего цвета внешнего кольца состоит в том, что оно состоит из мельчайших частиц водяного льда с поверхности Маб, которые достаточно малы, чтобы рассеивать синий свет. Напротив, внутренние кольца Урана кажутся серыми.

Исследование

Полумесяц Урана на снимке "Вояджера-2" на пути к Нептуну.

В 1986 году межпланетный зонд НАСА «Вояджер-2» столкнулся с Ураном. Этот пролет остается единственным исследованием Урана, проведенным с небольшого расстояния, и никаких других посещений не планируется. «Вояджер-1» не смог посетить Уран, потому что исследование Титана , спутника Сатурна , считалось приоритетом. Эта траектория вывела «Вояджер-1» из плоскости эклиптики , завершив его планетарную научную миссию. Запущенный в 1977 году, «Вояджер-2» максимально приблизился к Урану 24 января 1986 года, пройдя в пределах 81 500 км (50 600 миль) от вершин облаков, прежде чем продолжить свой путь к Нептуну. Космический корабль изучил структуру и химический состав атмосферы Урана, в том числе его уникальную погоду, вызванную наклоном его оси на 97,77 °. Он провел первые детальные исследования своих пяти крупнейших спутников и открыл 10 новых. «Вояджер-2» исследовал все девять известных колец системы и обнаружил еще два. Он также изучил магнитное поле, его неправильную структуру, его наклон и его уникальный штопорообразный хвост магнитосферы , вызванный боковой ориентацией Урана.

Возможность отправки космического корабля «Кассини» с Сатурна на Уран оценивалась на этапе планирования продления миссии в 2009 году, но в конечном итоге была отклонена в пользу его уничтожения в атмосфере Сатурна. Потребовалось бы около двадцати лет, чтобы добраться до системы Урана после ухода Сатурна. Орбитальный аппарат и зонд Урана были рекомендованы Десятилетним обзором планетарной науки 2013–2022 гг. , Опубликованным в 2011 г .; предложение предусматривает запуск в 2020–2023 годах и 13-летний круиз к Урану. Зонд входа на Уран может использовать наследие Pioneer Venus Multiprobe и опускаться до 1–5 атмосфер. ЕКА оценило миссию «среднего класса» под названием Uranus Pathfinder . Орбитальный аппарат New Frontiers Uranus был оценен и рекомендован в исследовании The Case for Uranus Orbiter . Такой миссии помогает легкость, с которой можно отправить в систему относительно большую массу — более 1500 кг с Atlas 521 и 12-летним путешествием. Дополнительные концепции см. в предлагаемых миссиях на Уран .

В апреле 2022 г. в следующем Планетарном научном десятилетнем обзоре наивысший приоритет был отдан следующему «флагманскому» проекту по комплексной миссии (орбитальный аппарат и зонд) к Урану с прогнозируемым окном запуска, начинающимся в 2031 г. «Недостаток» льда гигантская наука была ключом к ее приоритетам. Другой ключевой вопрос заключался в том, что такая миссия будет использовать существующие технологии и не потребует разработки других инструментов и систем для достижения успеха.

В культуре

Смотрите также

Примечания

Рекомендации

дальнейшее чтение

Внешние ссылки