Колеблющиеся спутники Урана могут помочь космическим аппаратам обнаружить скрытые океаны
Ариэль, четвертый по величине спутник Урана, как полагают, состоит из равных частей камня и льда. Новая компьютерная модель, разработанная в Институте геофизики Техасского университета, может быть использована для обнаружения океанов жидкой воды под ледяной поверхностью Ариэля. Автор: NASA/JPL
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (англ. National Aeronautics and Space Administration, сокр. NASA (НАСА)) — независимое агентство федерального правительства США, находящееся в подчинении непосредственно президента США. Осуществляет гражданскую космическую программу страны, а также научные исследования воздушного и космического пространств и научно-технологические исследования в области авиации, воздухоплавания и космонавтики (по терминологии, принятой в США — астронавтики).
НАСА было создано в 1958 году после Национального консультативного комитета по воздухоплаванию, чтобы придать политике США по развитию космоса отчётливо гражданскую направленность с упором на мирное применение в космической науке. Википедия
Читайте также:Уникальный ПК, найденный случайно, выставлен на аукционСтарые суперкомпьютеры НАСА стали причиной задержки миссийНАСА надеется решить проблемы со связью «Вояджера-1»NASA обнаружило воду и углерод в образце астероида возрастом 4,5 миллиарда летАстронавт NASA ощутил тревожный «сбой в матрице», когда возвращался на Землю
Миссия пока находится на ранней стадии планирования. Но исследователи из Института геофизики Техасского университета (UTIG) готовятся к ней, создавая новую компьютерную модель, которую можно использовать для обнаружения океанов подо льдом, используя только камеры космического корабля.
Исследование важно, поскольку ученые не знают, какой метод обнаружения океана будет работать лучше всего на Уране. Ученые хотят узнать, есть ли там жидкая вода, поскольку это ключевой ингредиент для жизни.
Новая компьютерная модель работает, анализируя небольшие колебания — или колебания — в том, как луна вращается, вращаясь вокруг своей родительской планеты. Оттуда она может вычислить, сколько воды, льда и камней находится внутри. Меньшее колебание означает, что луна в основном твердая, в то время как большое колебание означает, что ледяная поверхность плавает в жидком водном океане. В сочетании с данными о гравитации модель вычисляет глубину океана, а также толщину вышележащего льда.
Спутники Урана — естественные спутники планеты Уран. По состоянию на 2024 год известно 28 спутников. Все они названы в честь персонажей произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Первые два спутника — Титанию и Оберон — открыл Уильям Гершель в 1787 году. Википедия
«Обнаружение океанов жидкой воды внутри лун Урана изменит наши представления о возможных местах существования жизни», — сказал он.
Исследование UTIG, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters, поможет ученым и инженерам миссии повысить свои шансы на обнаружение океанов. UTIG — это исследовательское подразделение Школы геонаук Джексона Техасского университета в Остине.
Все крупные луны в Солнечной системе, включая луны Урана, приливно заблокированы. Это означает, что гравитация соответствует их вращению, так что одна и та же сторона всегда обращена к их родительской планете во время их вращения. Однако это не означает, что их вращение полностью фиксировано, и все приливно заблокированные луны колеблются вперед и назад во время своего вращения. Определение степени колебаний получит ключевое значение для понимания того, содержат ли луны Урана океаны, и если да, то насколько большими они могут быть.
Луны с жидким водным океаном, плещущимся внутри, будут колебаться сильнее, чем те, которые полностью твердые. Однако даже самые большие океаны будут генерировать лишь небольшое колебание: вращение луны может отклониться всего на несколько сотен футов, когда она движется по своей орбите.
Этого все еще достаточно для обнаружения пролетающими космическими аппаратами. Фактически, этот метод ранее использовался для подтверждения того, что у спутника Сатурна Энцелада есть внутренний глобальный океан.
Чтобы выяснить, сработает ли та же техника на Уране, Хемингуэй провел теоретические расчеты для пяти его лун и предложил ряд правдоподобных сценариев. Например, если луна Урана Ариэль колеблется на 300 футов, то, скорее всего, у нее есть океан глубиной 100 миль, окруженный ледяной оболочкой толщиной 20 миль.
Обнаружение более мелких океанов будет означать, что космическому аппарату придется приблизиться или оснастить себя более мощными камерами. Но эта модель дает разработчикам миссии логарифмическую линейку, чтобы знать, что сработает, сказала научный сотрудник UTIG Криста Содерлунд.
«Это может стать решающим фактором между открытием океана и обнаружением отсутствия у нас такой возможности по прибытии», — сказал Содерлунд, не принимавший участия в текущем исследовании.
Содерлунд работала с NASA над концепциями миссии Урана. Она также является частью научной группы миссии NASA Europa Clipper, которая недавно была запущена и оснащена проникающим сквозь лед радиолокационным устройством формирования изображений, разработанным UTIG.
По словам Хемингуэя, следующим шагом станет расширение модели с целью включения измерений другими приборами и изучения того, как они улучшат картину внутреннего строения лун.
Соавтором статьи в журнале выступил Фрэнсис Ниммо из Калифорнийского университета в Санта-Крузе.
Больше информации: DJ Hemingway et al, Looking for Subsurface Oceans Within the Moons of Uranus Using Librations and Gravity, Geophysical Research Letters (2024). DOI: 10.1029/2024GL110409
Источник: University of Texas at Austin
0 комментариев