Sicherlich war es eine weitreichende Empfehlung: Der Planet Uranus und seine Monde sollten die neue Flaggschiff-Mission der NASA mit höchster Priorität für den Start im Jahrzehnt 2023–2032 sein.
Die geplante Mission, bekannt als Uranus Orbiter and Probe (UOP), würde eine mehrjährige Orbitaltour durchführen, um Erkenntnisse über Eisriesen im Allgemeinen und das Uranus-System im Besonderen zu gewinnen, und zwar durch Vorbeiflüge und die Lieferung einer atmosphärischen Sonde. Der Erfolg: „transformative, bahnbrechende Wissenschaft zu einem breiten Themenspektrum.“
UOP wurde auf den Seiten von „Origins, Worlds, and Life – A Decadal Strategy for Planetary Science and Astrobiology 2023-2032“ befürwortet. Dieses im Jahr 2022 veröffentlichte bedeutsame Dokument stammt von den renommierten US-amerikanischen National Academies of Sciences, Engineering and Medicine und wurde von der NASA und der National Science Foundation gesponsert.
Unser Wissen verbessern
Um die Bedeutung von Uranus zu unterstreichen, veranstaltete das Keck Institute for Space Studies (KISS) am California Institute of Technology in Pasadena Ende letzten Jahres einen Workshop, um zu untersuchen, wie wir unser Wissen über die innere Struktur von Uranus im Kontext einer zukünftigen Mission am besten verbessern können Dazu gehören ein Orbiter und eine Sonde.
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Leiter dieses KISS-Workshops war Mark Hofstadter, ein Planetenwissenschaftler, der am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Südkalifornien arbeitet. Er ist nicht schüchtern gegenüber dem Sonnensystem und gibt zu, dass Uranus sein Lieblingsplanet ist.
Space.com traf sich mit Hofstadter, um zu besprechen, was die Erforschung von Uranus – diesem weit entfernten Eisriesen einer Welt mit einer Masse, die etwa 14,5-mal so groß ist wie die der Erde – bieten kann. Der Planet wurde nur einmal besucht, und zwar von der NASA-Raumsonde Voyager 2 während eines kurzen Vorbeiflugs im Jahr 1986.
Innerhalb der Planetengemeinschaft konzentrieren sich viele Menschen sehr auf eine Uranus-Mission, sagte Hofstadter. Die KISS-Studie konzentrierte sich auf einen Aspekt des Uranussystems, sagte er: Das Verständnis der aktuellen Struktur und Zusammensetzung des Planeteninneren, um mehr über seine Entstehung und Entwicklung zu erfahren.
„Ich persönlich glaube, dass das Lernen über das Innere der wichtigste Grund ist, nach Uranus zu reisen“, sagte Hofstadter. Er betonte aber auch, dass Uranus ein komplexes System sei, bestehend aus dem Planeteninneren, seiner Atmosphäre, seinen Ringen und kleinen Monden, größeren Satelliten, seiner Magnetosphäre und seinen Wechselwirkungen mit dem Sonnenwind.
Daher hat die Erforschung von Uranus das Potenzial, transformative, bahnbrechende Wissenschaft zu einem breiten Themenspektrum hervorzubringen, wie die Decadal Survey betonte, sagte Hofstadter.
„Man könnte diese Vorstellung von ‚System‘ sogar erweitern, um einzubeziehen, wie Uranus im Laufe seines Lebens die Bahnen anderer Objekte im Sonnensystem gravitativ veränderte und möglicherweise die Erde beeinflusste“, fügte Hofstadter hinzu. „Jede Komponente dieses Systems weist Merkmale auf, die gegen einige unserer Vorstellungen über die Funktionsweise von Planeten verstoßen.“
Eisriese
Aus diesem Grund wird erwartet, dass der Plan der UOP, einen Orbiter in der Mitte dieses Systems zu platzieren – ein Raumschiff, das mit einer breiten Palette von Instrumenten sowie einer Sonde ausgestattet ist, um in die Atmosphäre einzudringen – unser Verständnis unseres gesamten Sonnensystems dramatisch verbessern wird sowie Planeten, die andere Sterne umkreisen, riet Hofstadter.
Warum hält er das Innere von Uranus für die überzeugendste Untersuchung einer Mission?
„Von den Tausenden Planeten, die wir in unserer Galaxie entdeckt haben, haben die meisten ungefähr die Größe von Uranus und Neptun. Das macht Uranus zu einem wichtigen Planetentyp, und wir werden das, was wir bei Uranus lernen, auf alle anderen weit entfernten Planeten anwenden, die wir nicht erreichen können.“ im Detail studieren”, antwortete der JPL-Planetenforscher.
Komplexes System
Hofstadter betonte, dass es viele Unbekannte über die Zusammensetzung und Struktur von Uranus und Neptun gebe. Wissenschaftler sind sich beispielsweise nicht sicher, ob Uranus eine tiefe, feste Region hat.
„Wir nennen sie ‚Eisriesen‘, weil wir ursprünglich dachten, dass sie sich hauptsächlich aus Wassereis bilden, aber kürzlich haben einige argumentiert, dass sie größtenteils aus Gestein bestehen sollten“, sagte Hofstadter. „Grundlegende Dinge über das Innere zu lernen – etwas, das wir nur lernen können, wenn wir mit einem Raumschiff dorthin fliegen – wird uns helfen zu verstehen, wie diese Art von Planeten entsteht und sich entwickelt.“
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Naive erdzentrierte Sichtweise
Es stellt sich auch die Frage nach dem astrobiologischen Potenzial von Uranus. Die Geschichte der Erkundung des äußeren Sonnensystems – Planeten jenseits des Mars – sei eine der Überraschungen gewesen, sagte Hofstadter.
Tatsächlich deutete unsere naive, erdzentrierte Sichtweise ursprünglich darauf hin, dass Sonnenlicht benötigt wird, um die Energie für Leben bereitzustellen, und wir dachten, Orte jenseits des Mars wären kalte, inaktive, tote Welten.
„Wir wissen jetzt, dass es andere Möglichkeiten gibt, eisige Objekte im äußeren Sonnensystem zu erhitzen und flüssige Ozeane zu erzeugen“, sagte Hofstadter. „Und wir glauben immer noch, dass flüssiges Wasser lebenswichtig ist und dass die Chemie des Lebens anderswo anders funktionieren könnte als auf der Erde.“
Monde von Uranus
Angesichts dessen gelten einige der Monde von Jupiter und Saturn heute als die wahrscheinlichsten Orte in unserem Sonnensystem, an denen außerirdisches Leben zu finden ist.
„Wir wissen nicht genug über die Uranmonde, um sagen zu können, ob sie auch flüssige Ozeane beherbergen oder nicht, aber theoretische Studien haben gezeigt, dass dies der Fall sein könnte“, sagte Hofstadter. „In Kombination mit den Bildern der Voyager, die zeigen, dass einige der Monde des Uranus geologisch junge Oberflächen haben, ist es plausibel, dass Leben unter der eisigen Kruste eines der Monde des Uranus existieren könnte.“
Hofstadter setzte seinen eher spekulativen Hut auf und sagte, dass einige gefragt hätten, ob Leben in Jupiter, Saturn, Uranus oder Neptun existieren könnte.
„Solches Leben hätte wahrscheinlich einen ganz anderen Ursprung als der der Erde, und ich glaube nicht, dass irgendjemand sagen kann, ob es plausibel ist. Es ist auch nicht klar, wie man solches Leben entdecken könnte“, sagte Hofstadter.
Seltsame Welt
Mittlerweile sind erdbasierte Arbeiten auch für das Verständnis von Uranus von entscheidender Bedeutung. In der KISS-Studie heißt es, dass Labor- und theoretische Studien sowie erd- und weltraumgestützte Beobachtungen von Uranus es Forschern ermöglichen könnten, künftige Raumfahrzeugmessungen vor Ort richtig zu interpretieren und zu bestimmen, welche Messungen ein Gastschiff durchführen sollte wo sie hergestellt werden sollen.
Uranus ist der siebte Planet von der Sonne und der drittgrößte Planet unseres Sonnensystems. Es ist definitiv und trotzig eine seltsame Welt, die sich seitwärts zu drehen scheint und sich in einem Winkel von fast 90 Grad zur Ebene ihrer Umlaufbahn dreht.
Die Überraschungen, die die Uranus-Orbiter- und Probe-Mission, sollte sie tatsächlich fliegen, auf dieser rätselhaften Welt offenbaren wird, wird wahrscheinlich auch Wissenschaftler in eine Seitwärtsspirale versetzen.
