1980 年代後半のボイジャー ミッション以来、これらの氷の巨大な世界は訪れられていないため、惑星科学者は天王星と海王星の新しい研究を必死に必要としています。 これらの惑星に関する情報源となる宇宙船が登場すれば、宇宙をより深く見ることもできるようになります。 そのような宇宙船からの電波信号の変化を綿密に監視することで、天文学者は、宇宙で最も激しい出来事のいくつかによって引き起こされる重力のさざ波を見ることができる可能性があります。
天王星と海王星の唯一の近接画像は、2 年代後半にこれらの惑星を通過した探査機ボイジャー 1980 号からのものです。 それ以来、私たちは水星に探査機を送り、木星と土星にミッションを送り、小惑星と彗星のサンプルを収集し、火星にローバーを次々と打ち上げました。
しかし、天王星や海王星ではありません。 惑星科学者の全世代は、地上の望遠鏡とハッブル宇宙望遠鏡からの時折の垣間見ることによってのみそれらを研究することができました. 唯一の遅れは、海王星と天王星までの距離が遠いため、そこでペイロードを発射するのが非常に難しいことです。
2030 年代初頭に、NASA の Space Launch System などの十分に強力なロケットでミッションを開始した場合、ミッションは 2042 年足らずで木星に到達できます。 2044 つの宇宙船は 10 つのコンポーネントに分割でき、 つは天王星に向かい ( 年に到達)、もう つは海王星に向かいます ( 年に軌道に到達)。 有名なカッシーニのミッションが土星に行ったのと同じように、運が良ければ、これらのオービターはステーションを 年以上維持することができます。
追加研究
これらの氷の場所への長い旅の間に、同じ宇宙探査機が非常に異なる種類の科学、つまり重力波への洞察を提供するかもしれません。 地球では、物理学者は重力波の長さを測定するために、数マイルの長さのトラックに沿ってレーザー ビームを反射させます。 波 (時空自体の構造のさざなみ) が地球を通過するとき、オブジェクトを交互に圧縮および伸長することによってオブジェクトを歪めます。 検出器内では、これらの波の長さが遠くの鏡の間でわずかに変化し、重力波観測所の光の経路にわずかな量 (通常は原子の幅よりも小さい) 影響を与えます。
地球に戻る遠隔宇宙ミッションとの無線通信の場合、効果は同様です。 重力波が太陽系を通過すると、探査機との距離が変化し、探査機が私たちに少し近づいたり、遠ざかったり、また近づいたりします。 宇宙船が飛行中に送信していた場合、無線通信の周波数にドップラー シフトが見られたでしょう。 このような宇宙船を つ同時に動作させれば、天文学者はこの変化をより正確に観測できるようになります。
言い換えれば、これらの遠方宇宙探査機は、世界最大の重力波観測所としての二重の役割を果たします。
最大の技術的障害は、宇宙船の無線周波数を信じられないほど高い精度で測定する能力です。 それを測定する私たちの能力は、カッシーニの土星フライバイ中に達成できるよりも少なくとも100倍優れているはずです.
複雑に聞こえますが、カッシーニが設計されてから数十年が経ち、私たちは通信技術を絶えず改善しています。 そして現在、物理学者は、レーザー干渉計宇宙アンテナ (LISA) など、独自の宇宙ベースの重力波検出器を開発していますが、いずれにしても同様の技術が必要です。 氷の巨人の使命はほぼ 年先なので、必要な技術の開発にさらに多くのリソースを投資することができます。
このレベルの感度を破ることができれば、この重力波検出器「アーム」の並外れた長さ (文字通り、現在の検出器の数十億倍の長さ) は、宇宙の多くの極端な出来事を検出できるようになります。
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