행성 과학자들은 천왕성과 해왕성에 대한 새로운 연구를 절실히 필요로 합니다. 1980년대 후반 보이저호 임무 이후 이들 얼음 거대 행성을 방문한 적이 없기 때문입니다. 이들 행성에 대한 정보원이 될 우주선이 등장하면 우주를 훨씬 더 깊이 들여다볼 수 있게 된다. 그러한 우주선 하나 이상에서 나오는 무선 신호의 변화를 면밀히 모니터링함으로써 천문학자들은 잠재적으로 우주에서 가장 폭력적인 사건 중 일부로 인해 발생하는 중력의 파문을 볼 수 있습니다.
천왕성과 해왕성의 유일한 클로즈업 이미지는 2년대 후반에 이 행성들을 지나간 보이저 1980호 우주선에서 나온 것입니다. 그 이후로 우리는 탐사선을 수성에 보냈고, 목성과 토성에 임무를 수행했으며, 소행성과 혜성 샘플을 수집하고, 탐사선을 계속해서 화성으로 발사했습니다.
그러나 천왕성이나 해왕성은 아닙니다. 전 세대의 행성 과학자들은 지상 망원경과 가끔 허블 우주 망원경을 통해서만 그것들을 연구할 수 있었습니다. 유일한 지연은 해왕성과 천왕성까지의 거리가 멀기 때문에 페이로드를 발사하기가 매우 어렵다는 것입니다.
2030년대 초에 NASA의 우주 발사 시스템과 같은 충분히 강력한 로켓으로 임무를 시작했다면 그 임무는 불과 2042년 안에 목성에 도달할 수 있습니다. 하나의 우주선은 천왕성(2044년에 도달)으로 향하는 하나와 해왕성(10년에 궤도에 도달)으로 향하는 두 개의 구성요소로 분할될 수 있습니다. 운이 좋으면 이 궤도선은 유명한 카시니 임무가 토성에 한 것처럼 년 이상 자신의 위치를 유지할 수 있습니다.
추가 연구
이 얼음 장소로의 긴 여행 동안 동일한 우주 탐사선은 매우 다른 종류의 과학인 중력파에 대한 통찰력을 제공할 수도 있습니다. 지구에서 물리학자들은 중력파의 길이를 측정하기 위해 몇 마일 길이의 트랙을 따라 레이저 빔을 반사합니다. 파동(시공간 구조 자체의 잔물결)이 지구를 통과할 때 물체를 압축하고 늘리는 방식으로 물체를 왜곡합니다. 검출기 내부에서 이러한 파동은 먼 거울 사이에서 길이가 약간 변경되어 중력파 관측소에서 빛의 경로에 작은 양(보통 원자의 너비보다 작음)에 영향을 미칩니다.
지구로 돌아가는 원격 우주 미션과의 무선 통신의 경우 효과는 비슷합니다. 중력파가 태양계를 통과하면 우주선까지의 거리가 바뀌어 탐사선이 우리에게 약간 가까워졌다가 멀어졌다가 다시 가까워집니다. 우주선이 비행 내내 전송했다면 무선 통신 주파수에서 도플러 변화를 보았을 것입니다. 두 개의 그러한 우주선이 동시에 작동하게 되면 천문학자들은 이러한 변화를 보다 정확하게 관찰할 수 있을 것입니다.
즉, 이 먼 우주 탐사선은 세계 최대의 중력파 관측소로서의 이중 임무를 수행할 수 있습니다.
가장 큰 기술적 장애물은 우주선의 무선 주파수를 믿을 수 없을 정도로 높은 정확도로 측정하는 능력입니다. 그것을 측정하는 우리의 능력은 카시니호의 토성 저공비행 동안 달성할 수 있었던 것보다 적어도 100배 더 좋아야 합니다.
복잡하게 들리겠지만 Cassini가 설계된 지 수십 년이 지났고 우리는 지속적으로 통신 기술을 개선하고 있습니다. 그리고 이제 물리학자들은 어쨌든 비슷한 기술이 필요한 LISA(Laser Interferometer Space Antenna)와 같은 자체 우주 기반 중력파 탐지기를 개발하고 있습니다. 얼음 거인의 임무가 거의 년 뒤에 있기 때문에 우리는 필요한 기술을 개발하는 데 더 많은 자원을 투자할 수 있습니다.
우리가 이 수준의 감도를 깨뜨릴 수 있다면 이 중력파 탐지기 "팔"의 엄청난 길이(현재 탐지기보다 문자 그대로 수십억 배 더 깁니다)는 우주에서 많은 극한 사건을 탐지할 수 있을 것입니다.
또한 읽기: