Planetforskere har desperat brug for nye undersøgelser af Uranus og Neptun, da disse isgigantiske verdener ikke er blevet besøgt siden Voyager-missionen i slutningen af 1980'erne. Hvis der dukker et rumfartøj op, som vil blive en kilde til information om disse planeter, vil det også kunne se meget dybere ind i universet. Ved nøje at overvåge ændringer i radiosignalerne fra et eller flere sådanne rumfartøjer, kunne astronomer potentielt se krusninger i tyngdekraften forårsaget af nogle af de mest voldsomme begivenheder i universet.
De eneste nærbilleder af Uranus og Neptun, vi har, kommer fra rumfartøjet Voyager 2, som fløj forbi disse planeter i slutningen af 1980'erne. Siden da har vi sendt sonder til Merkur, missioner til Jupiter og Saturn, indsamlet prøver af asteroider og kometer og sendt rover efter rover til Mars.
Men ikke Uranus eller Neptun. En hel generation af planetforskere var kun i stand til at studere dem med jordbaserede teleskoper og lejlighedsvise glimt fra Hubble-rumteleskopet. Den eneste forsinkelse er, at på grund af den store afstand til Neptun og Uranus, er det utroligt svært at affyre nyttelast der.
Hvis vi lancerede en mission i begyndelsen af 2030'erne på en kraftig nok raket, såsom NASAs Space Launch System, kan missionen nå Jupiter på knap to år. Et rumfartøj kunne opdeles i to komponenter, et med kurs mod Uranus (nåede det i 2042) og det andet mod Neptun (nåede sit kredsløb i 2044). Når de først er på plads, med held, kan disse orbitere bevare deres station i mere end 10 år, ligesom den berømte Cassini-mission gjorde med Saturn.
Yderligere undersøgelser
Under den lange rejse til disse iskolde steder kan de samme rumsonder måske også give indsigt i en meget anden slags videnskab – gravitationsbølger. På Jorden reflekterer fysikere laserstråler langs flere kilometer lange spor for at måle længden af gravitationsbølger. Når bølger (som er krusninger i selve rumtidens stof) passerer gennem Jorden, forvrænger de objekter ved skiftevis at komprimere og strække dem. Inde i detektoren ændrer disse bølger sig lidt i længden mellem fjerne spejle, hvilket påvirker lysets vej i gravitationsbølgeobservatorier med en lille mængde (normalt mindre end bredden af et atom).
For radiokommunikation med en fjern rummission tilbage til Jorden er effekten den samme. Hvis en gravitationsbølge passerer gennem solsystemet, ændrer den afstanden til rumfartøjet, hvilket får sonden til at være lidt tættere på os, så længere væk og så tættere på igen. Hvis rumfartøjet havde transmitteret under hele sin flyvning, ville vi have set et Dopplerskifte i frekvensen af dets radiokommunikation. At have to sådanne rumfartøjer i drift samtidigt ville give astronomer mere præcise observationer af dette skift.
Med andre ord kan disse fjerne rumsonder udføre dobbelt arbejde som verdens største gravitationsbølgeobservatorier.
Den største teknologiske hindring er evnen til at måle rumfartøjets radiofrekvens med utrolig høj nøjagtighed. Vores evne til at måle det burde være mindst 100 gange bedre, end vi kunne opnå under Cassini's Saturn flyby.
Det lyder kompliceret, men det er årtier siden, at Cassini blev designet, og vi forbedrer konstant vores kommunikationsteknologi. Og nu udvikler fysikere deres egne rumbaserede gravitationsbølgedetektorer, såsom Laser Interferometer Space Antenna (LISA), som alligevel vil kræve lignende teknologi. Da isgigantens mission er næsten ti år væk, kunne vi investere endnu flere ressourcer i at udvikle de nødvendige teknologier.
Hvis vi kan bryde dette niveau af følsomhed, vil den ekstraordinære længde af denne gravitationsbølgedetektors "arm" (bogstaveligt talt milliarder af gange længere end vores nuværende detektorer) være i stand til at detektere mange ekstreme begivenheder i universet.
Læs også: