Visokotemperaturnim plazmatskim tunelom znanstvenici su otkrili kakvo bi iskustvo bilo istraživati dubine Urana. Iako znamo da bi bilo smrdljivo, postoje i drugi faktori koje treba uzeti u obzir prilikom dizajniranja sonde koja može izdržati uvjete tamo. Stoga su znanstvenici simulirali atmosferske uvjete dalekog ledenog diva Sunčevog sustava i njegovog gotovo blizanca, Neptuna, prije misija koje bi se jednog dana mogle dogoditi.

"Izazov je taj da bi svaka sonda bila izložena visokim tlakovima i temperaturama, te bi stoga zahtijevala termalni zaštitni sustav visokih performansi kako bi podnijela atmosferski ulazak tijekom korisnog vremena", objašnjava inženjer aerotermodinamike Louis Walpot iz Europske svemirske agencije, a prenosi Science Alert.

"Da bismo započeli s dizajniranjem takvog sustava, prvo moramo prilagoditi postojeće europske testne pogone kako bismo reproducirali atmosferske sastave i brzine uključene", naglašava još.

Ne zna se puno

Istraživanje Sunčevog sustava još je daleko od završetka. Proučili smo Mars, a sonde oko Saturna i Jupitera revolucionirale su naše razumijevanje plinovitih divova.

Poslali smo svemirske letjelice da istraže Merkur i Veneru. Ali najbolji pregled Urana i Neptuna koji su ikada primili bio je prolazni val Voyagera 2 1980-ih.

Zato još puno ne znamo o ova dva misteriozna vanjska planeta. I znanstvenici iz NASA-e i ESA-e pojačavaju pritisak kako bi poslali misiju kako bismo počeli popunjavati neka od tih očiglednih praznina u znanju.

Dva ledena diva vrlo su slična jedan drugome, ali postoje neke intrigantne razlike, poput razlike u njihovim nijansama zbog raspodjele plinova u njihovim atmosferama.

Planiraju misije

Osim toga, njihove atmosfere vrlo su različite od onih Saturna i Jupitera, pa ih se potonji ne može stvarno koristiti kao analogiju za razumijevanje kako se te razlike odvijaju.

Ono što znanstvenici žele učiniti je poslati atmosferske sonde, slične onima koje nosi misija NASA-e Galileo prema Jupiteru, da proučavaju atmosfere ledenih divova iznutra. No, kako bi izmjerile i prenijele podatke natrag na Zemlju, takve sonde morat će izdržati uvjete u koje su poslane.

Tako je međunarodni tim znanstvenika iz Velike Britanije, Europske svemirske agencije i Njemačke stvorio podskalu ulazne sonde slične onoj iz Galilea i koristio dvije različite ustanove za repliciranje uvjeta: T6 Stalker Tunel, hipersonični plazmatski uređaj na Sveučilištu Oxford u Velikoj Britaniji, i plazmatski tuneli grupe za dijagnostiku visokih entalpija Sveučilišta Stuttgart.

Stalker tunel

Stvorili su atmosferske analoge koristeći smjese plinova slične onima pronađenim na Neptunu i Uranu te izložili svoju sondu ekvivalentnim brzinama do 19 kilometara u sekundi. Sonda je zatim mjerila konvektivni toplinski tok duž svoje površine.

"Stalker tunel sposoban je mjeriti konvekciju i radijacijski toplinski tok, i kritički pružiti potrebne brzine protoka za replikaciju ulaska ledenih divova, s tragovima metana", objašnjava Walpot.

"Sam tunel operira s slobodnim klipom, koji se može spojiti s nekoliko različitih komponenata nizvodno kako bi postao šok cijev, tunel s reflektiranim šokom ili tunel za ekspanziju. Ova prilagodljivost omogućuje širok raspon ispitivanja, od modeliranja testiranja podskale do istraživanja temeljnih procesa visokih brzina."

U međuvremenu je plazmatski tunel u Stuttgartu jedini uređaj na svijetu koji može stvoriti uvjete potrebne za proučavanje učinaka ablacije i pirolize na zaštitu svemirskih letjelica.

Sada kada su eksperimenti uspješno provedeni, istraživači mogu koristiti prikupljene informacije kako bi razvili senzore koji će mjeriti atmosfere ledenih divova dok tonu u misteriozne dubine Urana.