NASA будет исследовать подледные океаны на трех спутниках Урана.

Пять основных лун седьмой планеты по удаленности от Солнца часто называют литературными, так как их имена были даны в честь персонажей произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Первые два спутника — Титания и Оберон — были открыты Уильямом Гершелем в 1787 году, а открытие Миранды принадлежит Джерарду Койперу (1948 год). Остальные десять лун были обнаружены с помощью зонда NASA «Вояджер-2», а оставшиеся исследовались с использованием наземных и космических телескопов.

Напомним, что знаменитый космический аппарат «Вояджер-2» пролетел мимо Урана в 1986 году, отправив на Землю первые четкие изображения крупных ледяных спутников. Теперь, почти через 40 лет, специалисты Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США планируют новую миссию к Урану. В этой работе участвуют не только сотрудники NASA, но и исследователи из различных университетов.

В настоящее время миссия находится на начальном этапе планирования, однако авторы нового исследования, представленного в журнале Geophysical Research Letters, уже разработали компьютерную модель, которая может быть использована для поиска подледных океанов с помощью камер и других инструментов.

Для выявления подповерхностных океанов на Миранде, Ариэле и Умбриэле команда под руководством Дага Хемингуэя из Института геофизики Техасского университета и Фрэнсиса Ниммо из Калифорнийского университета (оба — в США) предложила применять так называемые физические либрации — небольшие колебания в вращении спутников. Расчеты показали, что если ледяная оболочка лун отделена от ядра жидким океаном, амплитуда колебаний будет значительно выше.

Например, наличие подповерхностного океана на спутниках (при условии, что их ледяные оболочки достаточно тонкие) может увеличить амплитуду колебаний более чем до 100 метров. Это объясняется тем, что океан позволяет оболочке двигаться более свободно относительно ядра.

Кроме колебаний в вращении лун Урана, потенциальные подледные океаны также можно обнаружить, измеряя гравитационные поля спутников. В совокупности оба метода могут предоставить дополнительную информацию о внутренней структуре небесных тел, а также определить толщину ледяной оболочки, глубину океана и характеристики каменного ядра.

Результаты нового исследования имеют большое значение для планирования будущих космических миссий: понимание необходимых измерений и их точности поможет выбрать подходящие инструменты для исследований и разработать траекторию полета. Напомним, что расстояние между седьмой планетой от Солнца и Землей варьируется (от 2,6 до 3,15 миллиарда километров), что усложняет организацию миссии и влияет на ее продолжительность.

В итоге команда ученых пришла к выводу, что измерение физических либраций (с точностью до 10 метров) с помощью новых космических аппаратов позволит подтвердить наличие подповерхностных океанов на трех лунах Урана. Исследователи также отметили, что понимание внутренней структуры этих небесных тел поможет пролить свет на их эволюцию и геологическую историю.

«Открытие подледных океанов с жидкой водой на спутниках Урана может изменить наши представления о необходимых условиях для существования жизни», — подытожили авторы научной работы.