Οι πλανητολόγοι χρειάζονται απεγνωσμένα νέες μελέτες για τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα, καθώς αυτοί οι γιγάντιοι παγωμένοι κόσμοι δεν έχουν γίνει επισκέψεις από την αποστολή Voyager στα τέλη της δεκαετίας του 1980. Εάν εμφανιστεί ένα διαστημόπλοιο, το οποίο θα γίνει πηγή πληροφοριών για αυτούς τους πλανήτες, θα μπορεί επίσης να κοιτάξει πολύ βαθύτερα στο σύμπαν. Παρακολουθώντας στενά τις αλλαγές στα ραδιοφωνικά σήματα από ένα ή περισσότερα τέτοια διαστημόπλοια, οι αστρονόμοι θα μπορούσαν ενδεχομένως να δουν κυματισμούς στη βαρύτητα που προκαλούνται από μερικά από τα πιο βίαια γεγονότα στο σύμπαν.
Οι μόνες κοντινές εικόνες του Ουρανού και του Ποσειδώνα προέρχονται από το διαστημόπλοιο Voyager 2, το οποίο πέταξε δίπλα από αυτούς τους πλανήτες στα τέλη της δεκαετίας του 1980. Από τότε, στείλαμε ανιχνευτές στον Ερμή, αποστολές στον Δία και τον Κρόνο, συλλέξαμε δείγματα αστεροειδών και κομητών και εκτοξεύσαμε ρόβερ μετά το άλλο στον Άρη.
Όχι όμως ο Ουρανός ή ο Ποσειδώνας. Μια ολόκληρη γενιά πλανητικών επιστημόνων μπόρεσε να τους μελετήσει μόνο με επίγεια τηλεσκόπια και περιστασιακές ματιές από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Η μόνη καθυστέρηση είναι ότι λόγω της μεγάλης απόστασης από τον Ποσειδώνα και τον Ουρανό, είναι απίστευτα δύσκολη η εκτόξευση ωφέλιμων φορτίων εκεί.
Εάν ξεκινούσαμε μια αποστολή στις αρχές της δεκαετίας του 2030 με έναν αρκετά ισχυρό πύραυλο, όπως το Space Launch System της NASA, η αποστολή θα μπορούσε να φτάσει στον Δία σε λιγότερο από δύο χρόνια. Ένα διαστημόπλοιο θα μπορούσε να χωριστεί σε δύο στοιχεία, το ένα να κατευθυνθεί προς τον Ουρανό (φθάνοντας σε αυτόν το 2042) και το άλλο προς τον Ποσειδώνα (φτάνοντας σε τροχιά το 2044). Μόλις τοποθετηθούν, με τύχη, αυτά τα τροχιακά μπορούν να διατηρήσουν τον σταθμό τους για περισσότερα από 10 χρόνια, όπως ακριβώς έκανε η περίφημη αποστολή Cassini στον Κρόνο.
Πρόσθετες μελέτες
Κατά τη διάρκεια του μακρινού ταξιδιού σε αυτά τα παγωμένα μέρη, οι ίδιοι διαστημικοί ανιχνευτές μπορούν επίσης να προσφέρουν πληροφορίες για ένα πολύ διαφορετικό είδος επιστήμης - τα βαρυτικά κύματα. Στη Γη, οι φυσικοί αντανακλούν ακτίνες λέιζερ κατά μήκος τροχιών μήκους πολλών μιλίων για να μετρήσουν το μήκος των βαρυτικών κυμάτων. Όταν τα κύματα (που είναι κυματισμοί στο ύφασμα του ίδιου του χωροχρόνου) περνούν μέσα από τη Γη, παραμορφώνουν τα αντικείμενα συμπιέζοντάς τα και τεντώνοντάς τα εναλλάξ. Μέσα στον ανιχνευτή, αυτά τα κύματα αλλάζουν ελαφρώς σε μήκος μεταξύ μακρινών κατόπτρων, επηρεάζοντας τη διαδρομή του φωτός στα παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων κατά ένα μικροσκοπικό ποσό (συνήθως μικρότερο από το πλάτος ενός ατόμου).
Για ραδιοεπικοινωνία με απομακρυσμένη διαστημική αποστολή πίσω στη Γη, το αποτέλεσμα είναι παρόμοιο. Εάν ένα βαρυτικό κύμα περάσει μέσα από το ηλιακό σύστημα, αλλάζει την απόσταση από το διαστημόπλοιο, με αποτέλεσμα ο ανιχνευτής να είναι ελαφρώς πιο κοντά μας, στη συνέχεια πιο μακριά και στη συνέχεια πιο κοντά. Εάν το διαστημόπλοιο εκπέμπει καθ' όλη τη διάρκεια της πτήσης του, θα βλέπαμε μια μετατόπιση Doppler στη συχνότητα της ραδιοεπικοινωνίας του. Η ύπαρξη δύο τέτοιων διαστημικών σκαφών που λειτουργούν ταυτόχρονα θα έδινε στους αστρονόμους πιο ακριβείς παρατηρήσεις αυτής της μετατόπισης.
Με άλλα λόγια, αυτοί οι μακρινοί διαστημικοί ανιχνευτές μπορούν να κάνουν διπλό καθήκον ως τα μεγαλύτερα παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων στον κόσμο.
Το μεγαλύτερο τεχνολογικό εμπόδιο είναι η δυνατότητα μέτρησης της ραδιοσυχνότητας του διαστημικού σκάφους με απίστευτα υψηλή ακρίβεια. Η ικανότητά μας να το μετρήσουμε θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 100 φορές καλύτερη από ό,τι θα μπορούσαμε να πετύχουμε κατά τη διάρκεια της πτήσης του Cassini στον Κρόνο.
Ακούγεται περίπλοκο, αλλά έχουν περάσει δεκαετίες από τότε που σχεδιάστηκε το Cassini και βελτιώνουμε συνεχώς την τεχνολογία επικοινωνιών μας. Και τώρα οι φυσικοί αναπτύσσουν τους δικούς τους διαστημικούς ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων, όπως το Laser Interferometer Space Antenna (LISA), που θα απαιτήσει ούτως ή άλλως παρόμοια τεχνολογία. Δεδομένου ότι η αποστολή του γίγαντα των πάγων απέχει σχεδόν δέκα χρόνια, θα μπορούσαμε να επενδύσουμε ακόμη περισσότερους πόρους για την ανάπτυξη των απαραίτητων τεχνολογιών.
Εάν καταφέρουμε να σπάσουμε αυτό το επίπεδο ευαισθησίας, το εξαιρετικό μήκος αυτού του «βραχίονα» ανιχνευτή βαρυτικών κυμάτων (κυριολεκτικά δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερος από τους σημερινούς ανιχνευτές μας) θα είναι σε θέση να ανιχνεύσει πολλά ακραία γεγονότα στο σύμπαν.
Διαβάστε επίσης: