Planetforskere trenger desperat nye studier av Uranus og Neptun, siden disse isgigantene ikke har vært besøkt siden Voyager-oppdraget på slutten av 1980-tallet. Hvis det dukker opp et romfartøy, som vil bli en kilde til informasjon om disse planetene, vil det også kunne se mye dypere inn i universet. Ved å følge nøye med på endringer i radiosignalene fra ett eller flere slike romfartøyer, kan astronomer potensielt se krusninger i tyngdekraften forårsaket av noen av de mest voldelige hendelsene i universet.
De eneste nærbildene av Uranus og Neptun vi har kommer fra romfartøyet Voyager 2, som fløy forbi disse planetene på slutten av 1980-tallet. Siden den gang har vi sendt sonder til Merkur, oppdrag til Jupiter og Saturn, samlet inn prøver av asteroider og kometer og skutt opp rover etter rover til Mars.
Men ikke Uranus eller Neptun. En hel generasjon av planetariske forskere var i stand til å studere dem bare med bakkebaserte teleskoper og sporadiske glimt fra Hubble-romteleskopet. Den eneste forsinkelsen er at på grunn av den store avstanden til Neptun og Uranus, er det utrolig vanskelig å lansere nyttelast der.
Hvis vi lanserte et oppdrag på begynnelsen av 2030-tallet på en kraftig nok rakett, slik som NASAs Space Launch System, kan oppdraget nå Jupiter i løpet av knappe to år. Ett romfartøy kan dele seg i to komponenter, en på vei mot Uranus (nå den i 2042) og den andre mot Neptun (når sin bane i 2044). Når de er på plass, med hell, kan disse orbiterne opprettholde stasjonen sin i mer enn 10 år, akkurat som det berømte Cassini-oppdraget gjorde med Saturn.
Ytterligere studier
Under den lange reisen til disse isete stedene kan de samme romsondene også gi innsikt i en helt annen type vitenskap – gravitasjonsbølger. På jorden reflekterer fysikere laserstråler langs flere mil lange spor for å måle lengden på gravitasjonsbølger. Når bølger (som er krusninger i selve romtidens stoff) passerer gjennom jorden, forvrider de objekter ved å vekselvis komprimere og strekke dem. Inne i detektoren endrer disse bølgene seg litt i lengde mellom fjerne speil, og påvirker lysbanen i gravitasjonsbølgeobservatorier med en liten mengde (vanligvis mindre enn bredden til et atom).
For radiokommunikasjon med et fjerntliggende romoppdrag tilbake til jorden er effekten lik. Hvis en gravitasjonsbølge passerer gjennom solsystemet, endrer den avstanden til romfartøyet, noe som fører til at sonden er litt nærmere oss, så lenger unna, så nærmere igjen. Hvis romfartøyet hadde sendt gjennom hele sin flytur, ville vi ha sett et Dopplerskifte i frekvensen til radiokommunikasjonen. Å ha to slike romfartøyer som opererer samtidig vil gi astronomer mer presise observasjoner av dette skiftet.
Med andre ord kan disse fjerne romsondene gjøre dobbel oppgave som verdens største gravitasjonsbølgeobservatorier.
Den største teknologiske hindringen er muligheten til å måle radiofrekvensen til romfartøyet med utrolig høy nøyaktighet. Vår evne til å måle det bør være minst 100 ganger bedre enn vi kunne oppnå under Cassinis Saturn-byflukt.
Det høres komplisert ut, men det er flere tiår siden Cassini ble designet, og vi forbedrer stadig kommunikasjonsteknologien vår. Og nå utvikler fysikere sine egne rombaserte gravitasjonsbølgedetektorer, som Laser Interferometer Space Antenna (LISA), som uansett vil kreve lignende teknologi. Siden isgigantens oppdrag er nesten ti år unna, kan vi investere enda mer ressurser i å utvikle de nødvendige teknologiene.
Hvis vi kan bryte dette følsomhetsnivået, vil den ekstraordinære lengden på denne gravitasjonsbølgedetektorens "arm" (bokstavelig talt milliarder av ganger lengre enn våre nåværende detektorer) kunne oppdage mange ekstreme hendelser i universet.
Les også: