The science case for an orbital mission to Uranus: Exploring the origins and evolution of ice giant planet
Planety olbrzymie pomogły ukształtować warunki, jakie widzimy dziś w Układzie Słonecznym i stanowią ponad 99% masy układu planetarnego Słońca. Można je podzielić na Lodowe Olbrzymy (Uran i Neptun) oraz Gazowe Olbrzymy (Jowisz i Saturn), które różnią się od siebie pod wieloma zasadniczymi względami. Szczególnie Uran jest największym wyzwaniem dla naszego zrozumienia formowania się i ewolucji planet, ze swoją dużą skośnością, niską jasnością własną, wysoce asymetrycznym polem wewnętrznym i zagadkową strukturą wewnętrzną. Uran posiada również bogaty układ planetarny składający się z systemu wewnętrznych naturalnych satelitów i złożonego systemu pierścieni, pięciu głównych naturalnych lodowych satelitów, systemu nieregularnych księżyców o zróżnicowanej historii dynamicznej oraz wysoce asymetrycznej magnetosfery. Voyager 2 jest jedynym statkiem kosmicznym, który zbadał Urana (przelot w 1986 roku), a obecnie nie jest planowana żadna misja do tego enigmatycznego układu. Jednakże misja do układu uranicznego otworzyłaby nowe okno na pochodzenie i ewolucję Układu Słonecznego i dostarczyłaby kluczowych informacji na temat szerokiej gamy procesów fizykochemicznych w naszym Układzie Słonecznym. Ma to wyraźne implikacje dla zrozumienia układów egzoplanetarnych. W niniejszym artykule opisujemy przypadek naukowy misji orbitalnej na Urana z atmosferyczną sondą wstępującą, której zadaniem byłoby zbadanie składu i fizyki atmosfery Urana. Opisano charakterystykę takiego orbitera i słomianego ładunku naukowego oraz omówiono wyzwania techniczne dla takiej misji. Niniejszy artykuł jest oparty na białej księdze złożonej w odpowiedzi na zaproszenie Europejskiej Agencji Kosmicznej do podjęcia tematów naukowych dla programu misji dużej klasy w 2013 roku.