Почему мы исследуем Марс, но с 1980-х забыли про Уран и Нептун

Уран и Нептун остаются самыми загадочными планетами в нашей Солнечной системе и единственными, у которых мы были лишь однажды. Зонд «Вояджер-2» пролетел мимо Урана и Нептуна в 1986 и 1989 годах, и с тех пор ни один аппарат к ним даже близко не подлетал. Казалось бы, технологии шагнули далеко вперёд, так почему мы до сих пор не отправили туда новую миссию?

Мы посещали Нептун и Уран 40 летназад: почему же так и не вернулись туда?

Как «Вояджер-2» добрался до Урана и Нептуна

В конце 1970-х случилось кое-что редкое: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун выстроились в космосе так удачно, что один аппарат мог пролететь мимо всех четырёх гигантов, используя гравитацию каждого из них для разгона к следующему. Такая «космическая цепочка» складывается примерно раз в 175 лет, и NASA не упустило шанс.

Запущенный в 1977 году «Вояджер-2» побывал у Юпитера, Сатурна, а затем отправился дальше — к Урану и Нептуну. Эта космическая миссия «Вояджер» была буквально серией пролётов на скорости: аппарат провёл рядом с каждой планетой считанные часы. Представьте, что вы пытаетесь понять целый город, промчавшись по нему на скоростном поезде с одним взглядом в окно. Примерно так и выглядела эта единственная «встреча» с этими мирами.

Вояджер-2 приближается к Нептуну (сгенерировано нейросетью).

Уран и Нептун: что мы о них знаем и чего не знаем

Эти планеты принято называть ледяными гигантами, но даже это определение недавно поставили под сомнение — настолько мало мы знаем. У Урана крайне необычное магнитное поле и наклон оси почти в 90 градусов: планета буквально «катится» по своей орбите на боку. Вероятная причина — гигантское столкновение миллиарды лет назад.

А ещё у Урана есть спутник Миранда с самым большим обрывом во всей Солнечной системе — около 20 километров в высоту. У Нептуна свои сюрпризы: загадочные меняющиеся бури и крупнейший спутник Тритон — геологически активный мир с криовулканами. Учёные объяснили, почему Уран и Нептун окрашены в разные оттенки синего, но вопросов к этим планетам намного больше, чем ответов.

Будь в курсе новых событий по максимуму — подписывайся на наш канал в Max!

Почему нельзя просто взять и полететь к Нептуну

Главная проблема — расстояние. Нептун находится примерно в 4,5 миллиарда километров от Земли. Лететь туда на одной только тяге ракеты означает либо тащить с собой огромное количество топлива (а это колоссальные затраты на запуск), либо путешествовать невыносимо долго.

Идеальный вариант — использовать гравитацию Юпитера как разгонный трамплин. Космический аппарат пролетает рядом с Юпитером и получает от него мощный «пинок», который позволяет добраться до Нептуна значительно быстрее. Но для этого Юпитер должен находиться в нужной точке орбиты, а подходящее «окно» открывается лишь раз в 12–13 лет.

Гравитационный манёвр у Юпитера: без него путь к Нептуну займёт десятилетия (сгенерировано нейросетью).

К тому же аппарат должен не просто долететь, а затормозить и выйти на орбиту вокруг планеты. Для торможения нужно ещё больше топлива. Чем больше топлива — тем тяжелее аппарат и тем дороже запуск. Получается замкнутый круг, из которого выбраться можно только с помощью удачной планетной конфигурации.

Миссия к Урану: планы NASA на 2030-е годы

На сегодняшний день у NASA есть конкретный приоритет — миссия Uranus Orbiter and Probe (UOP). Она была признана главной флагманской миссией десятилетия в рамках Планетарного декадного обзора 2023–2032. Суть проста: отправить миссию к Урану, вывести аппарат на орбиту планеты и сбросить зонд в её атмосферу.

Первоначально запуск планировался на 2031 год с гравитационным манёвром у Юпитера и прибытием к Урану примерно в 2044-м. Однако из-за нехватки плутония-238 (он нужен для ядерных батарей аппарата — солнечные панели на таком расстоянии от Солнца бесполезны) сроки сдвинулись на вторую половину 2030-х. Путь займёт от 12 до 15 лет.

Есть и более смелая идея: использовать Starship от SpaceX, что теоретически может сократить перелёт вдвое. Но эти возможности пока не доказаны на практике.

Neptune Odyssey: удастся ли снова достичь Нептуна после 40-летней паузы

Для Нептуна тоже разработан концепт миссии — Neptune Odyssey. По замыслу аппарат должен был стартовать в 2033 году и прибыть к Нептуну в 2049-м после 16-летнего перелёта. Он бы вышел на орбиту, сбросил зонд в атмосферу планеты и детально изучил Тритон — захваченную карликовую планету из пояса Койпера, которая, возможно, скрывает под своей поверхностью океан.

Тритон — спутник Нептуна с криовулканами и возможным подземным океаном (сгенерировано нейросетью).

Но на практике приоритет отдали миссии к Урану — из соображений стоимости и логистики. А ближайшее окно для полёта к Нептуну открывается в начале 2030-х и не будет ждать вечно. Если запуск не состоится в это окно, следующего удобного положения планет придётся ждать ещё 12–13 лет.

Китай тоже рассматривает собственную миссию к Нептуну с предполагаемым стартом в 2033 году. Так что в ближайшие годы может развернуться настоящая гонка к далёким ледяным мирам.

Что мешает вернуться к Урану и Нептуну: деньги, время и редкие окна запуска

Даже если деньги появятся завтра, подготовка такой миссии требует минимум десяти лет. Нужно спроектировать аппарат, построить его, испытать и запустить точно в нужное окно. А бюджет одной только миссии к Урану оценивается примерно в 4,2 миллиарда долларов. И это без учёта возможных задержек и перерасходов.

Добавьте к этому нестабильное финансирование NASA, конкуренцию с марсианскими и лунными программами — и становится понятно, почему со времён «Вояджера-2» к этим планетам никто не летал.

Но главный ограничивающий фактор — сама физика. Планеты не ждут нас в удобных позициях: нужное расположение Юпитера складывается раз в десятилетие с лишним. Пропустишь окно — и следующий шанс отправить быструю миссию наступит только в 2040-х.

В итоге перед нами удивительная ситуация: мы живём в эпоху марсоходов, космических телескопов и частных ракет, но два огромных мира на окраине нашей же системы остаются почти неизведанными. Ближайшие десять лет покажут, сможем ли мы наконец туда вернуться — или ледяные гиганты останутся terra incognita ещё для одного поколения.