The science case for an orbital mission to Uranus: Exploring the origins and evolution of ice giant planets
Az óriásbolygók hozzájárultak a Naprendszerben ma tapasztalható körülmények kialakulásához, és a Nap bolygórendszere tömegének több mint 99%-át teszik ki. Jégóriásokra (Uránusz és Neptunusz) és gázóriásokra (Jupiter és Szaturnusz) oszthatók, amelyek számos alapvető dologban különböznek egymástól. Különösen az Uránusz jelenti a legnagyobb kihívást a bolygóképződés és -fejlődés megértése szempontjából, nagy ferdeségével, alacsony önfényességével, erősen aszimmetrikus belső mezejével és rejtélyes belső szerkezetével. Az Uránusz gazdag bolygórendszerrel rendelkezik, amely belső természetes szatellitek rendszeréből és összetett gyűrűrendszerből, öt nagy természetes jeges szatellitből, szabálytalan holdak változatos dinamikai történettel rendelkező rendszeréből és erősen aszimmetrikus magnetoszférából áll. A Voyager 2 az egyetlen űrszonda, amely az 1986-os elrepülésével felfedezte az Uránuszt, és jelenleg nem terveznek küldetést erre a rejtélyes rendszerre. Egy küldetés az uráni rendszerhez azonban új ablakot nyitna a Naprendszer eredetére és fejlődésére, és kulcsfontosságú információkkal szolgálna a Naprendszerünkben zajló sokféle fizikai-kémiai folyamatról. Ezek egyértelmű következményekkel járnak az exobolygórendszerek megértése szempontjából. Ebben a tanulmányban ismertetjük az Uránuszra irányuló orbitális küldetés tudományos esetét egy légköri belépő szondával, amely az Uránusz légkörének összetételét és légkörfizikáját vizsgálná. Ismertetjük egy ilyen keringő űrhajó és egy szalmabábu tudományos hasznos teher jellemzőit, és megvitatjuk egy ilyen küldetés technikai kihívásait. Ez a tanulmány az Európai Űrügynökség 2013-as, nagy kategóriájú missziós programjának tudományos témákra vonatkozó felhívására benyújtott fehér könyvön alapul.