Uranus-Orbiter

Der Uranus-Orbiter ist ein Konzept, dessen Gegenstand es ist, eine Atmosphärensonde oder einen Orbiter (eventuell auch beides) zum Planeten Uranus zu starten. Eine derartige Sonde ist Thema mehrerer Studien.

Hintergrund

Es wurden bereits alle Planeten des Sonnensystems von Raumsonden besucht, doch die äußersten Planeten Uranus und Neptun wurden bisher nur von Voyager 2 im Vorbeiflug erforscht, weshalb es schon seit Längerem Studien zu möglichen weiteren Missionen zu diesen Planeten gibt. Wegen der noch größeren Entfernung des Neptuns konzentrieren sich die meisten Konzepte auf den Uranus. Mithilfe des neuen Space Launch Systems der NASA wären deutlich kürzere Flugzeiten ohne Swing-by-Manöver möglich. Es gibt noch einige offene Fragen zum Uranus; beispielsweise hat er vier magnetische Pole, ist um fast 90° geneigt und strahlt deutlich weniger Wärme ab als derzeit erklärbar ist.

Verschiedene Konzepte

Uranus Orbiter and Probe

Das ursprüngliche Konzept der NASA im Rahmen des Flagship-Programms konzentriert sich auf eine Sonde, die in den 2020er Jahren zu Uranus aufbricht. Die NASA zieht hierbei drei verschiedene Missionskonzepte in Betracht.

Oceanus

Die Oceanus-Mission wurde nicht im Rahmen des Flagship-Programms, sondern des günstigeren New-Frontiers-Programms vorgeschlagen. Die Mission würde Swing-by-Manöver an Venus, Erde und Jupiter durchführen. Die wissenschaftliche Erforschung würde mindestens 14 Umläufe dauern. An Bord der Sonde wären unter anderem ein Magnetometer und eine Atmosphärensonde. Die Mission könnte 2030 als fünfte des New-Frontiers-Programms starten und 2041 in eine hochelliptische Umlaufbahn um Uranus einschwenken.

MUSE

MUSE ist ein Vorschlag der ESA für eine Mission zum Uranus. Es wird vorgeschlagen die Sonde 2026 mit der Ariane 6 zu starten. Nach einer 16,5-jährigen Reise würde MUSE den Planeten erreichen. 2044 würde eine Atmosphärensonde in seine Atmosphäre eintauchen. Zwei Jahre lang würde MUSE den Uranus auf einer polaren elliptischen Umlaufbahn untersuchen und danach für drei Jahre auf eine Umlaufbahn kommen, die die Sonde an den größten Uranusmonden Miranda, Ariel, Umbriel, Titania und Oberon vorbeiführen würde.^[1]

Uranus Pathfinder

Uranus Pathfinder ist ein Konzept, in dem NASA und ESA kooperieren. Die Sonde würde Januar 2025 starten und 2037 den Uranus erreichen. Die wissenschaftliche Instrumente an Bord der Sonde wären vor allem europäischer Herkunft, darunter wären ein Spektrometer, ein Magnetometer und ein Plasmawellendetektor. Bei der Ankunft am Uranus würde Pathfinder in eine polare Umlaufbahn mit sehr planetennaher Periapsis einschwenken.^[2]

ODINUS

ODINUS ist ein Konzept der ESA zur Erforschung der Planeten Uranus und Neptun. Die Sonde soll aus zwei Einzelsonden bestehen, die sich trennen und von denen eine zum Uranus und eine weiter zum Neptun fliegt. ODINUS wurde von der ESA im Rahmen des Cosmic-vision-Programms entwickelt und wird – falls ausgewählt – im Jahr 2034 starten. ODINUS soll eine Kamera an Bord haben und die Eisriesen mit ähnlicher Genauigkeit kartieren wie Jupiter und Saturn. Ein Magnetometer und ein Massenspektrometer sollen auch an Bord sein. Möglicherweise werden auch ein Beschleunigungssensor und einige andere Instrumente an Bord sein. Auch die Monde der Eisriesen sollen detailliert kartiert und erforscht werden.^[3]

Aktueller Stand

Die nächsten günstigen Startfenster treten erst wieder in den 2020er Jahren ein. Die NASA beauftragte das Jet Propulsion Laboratory eine Flagship-Mission zum Planeten Uranus zu entwickeln und stellte zunächst Finanzmittel zur weiteren Konkretisierung zu Verfügung. Vorrang im Flagship-Programm hatten jedoch zunächst die Mars 2020 Rover Mission und der Europa Clipper. Im April 2022 wurde der NASA durch die National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, einer Dachorganisation US-amerikanischer Wissenschaftsakademien, empfohlen, im Rahmen ihres Flagship-Programms einem Uranus-Orbiter für die Jahre 2023 bis 2032 die höchste Priorität zu geben.^[4][5][6]

Einzelnachweise

1. ↑ Tatiana Bocanegra-Bahamón et al. (2015): MUSE – Mission to the Uranian System: Unveiling the evolution and formation of ice giants. Advances in Space Research. 55 (9): 2190–2216. doi:10.1016/j.asr.2015.01.037
2. ↑ Chris Arridge (2011): Uranus Pathfinder: Exploring the Origins and Evolution of Ice Giant Planets. Link
3. ↑ Turrini, Diego; Politi, Romolo; Peron, Roberto; Grassi, Davide; Plainaki, Christina; Barbieri, Mauro; Lucchesi, David M.; Magni, Gianfranco; Altieri, Francesca; Cottini, Valeria; Gorius, Nicolas; Gaulme, Patrick; Schmider, François-Xavier; Adriani, Alberto; Piccioni, Giuseppe (2014). The ODINUS Mission Concept - The Scientific Case for a Mission to the Ice Giant Planets with Twin Spacecraft to Unveil the History of our Solar System. arXiv:1402.2472, doi: 10.48550/arXiv.1402.2472
4. ↑ Origins, Worlds, and Life - A Decadal Strategy for Planetary Science and Astrobiology 2023-2032
5. ↑ Amy Simon, Francis Nimmo, Richard C. Anderson (2021): Journey to an Ice Giant System: Uranus Orbiter and Probe. Planetary Mission Concept for the 2023-2032 Planetary Science Decadal Survey. NASA
6. ↑ Alexandra Witze: Next stop, Uranus? Icy planet tops priority list for next big NASA mission - Influential panel’s recommendation makes the ice giant a likely destination for a flagship space mission. Nature 604, 607 (2022), doi: 10.1038/d41586-022-01087-2