The science case for an orbital mission to Uranus: Exploring the origins and evolution of ice giant planets
I pianeti giganti hanno contribuito a formare le condizioni che vediamo oggi nel sistema solare e rappresentano più del 99% della massa del sistema planetario del Sole. Possono essere suddivisi in Giganti di ghiaccio (Urano e Nettuno) e Giganti gassosi (Giove e Saturno), che differiscono tra loro per una serie di aspetti fondamentali. Urano, in particolare, è il più impegnativo per la nostra comprensione della formazione ed evoluzione planetaria, con la sua grande obliquità, bassa auto-luminosità, campo interno altamente asimmetrico e struttura interna sconcertante. Urano ha anche un ricco sistema planetario composto da un sistema di satelliti naturali interni e un complesso sistema di anelli, cinque grandi satelliti naturali ghiacciati, un sistema di lune irregolari con varie storie dinamiche e una magnetosfera altamente asimmetrica. Voyager 2 è l’unico veicolo spaziale ad aver esplorato Urano, con un flyby nel 1986, e nessuna missione è attualmente prevista per questo sistema enigmatico. Tuttavia, una missione verso il sistema uraniano aprirebbe una nuova finestra sull’origine e l’evoluzione del sistema solare e fornirebbe informazioni cruciali su un’ampia varietà di processi fisico-chimici nel nostro sistema solare. Queste hanno chiare implicazioni per la comprensione dei sistemi esoplanetari. In questo articolo descriviamo il caso scientifico di una missione orbitale su Urano con una sonda di ingresso atmosferica per campionare la composizione e la fisica dell’atmosfera di Urano. Le caratteristiche di un tale orbiter e un carico utile scientifico di paglia sono descritti e discutiamo le sfide tecniche per una tale missione. Questo documento è basato su un libro bianco presentato al bando dell’Agenzia Spaziale Europea per i temi scientifici per il suo programma di missioni di grande classe nel 2013.