Urano e Nettuno, i pianeti al confine del nostro Sistema Solare, non hanno mai ricevuto molta attenzione da parte delle agenzie spaziali: in tanti anni nessuna sonda è entrata nelle loro orbite. Tutt'al più sono stati "osservati" da Voyager 2 che nel 1986 (Urano) e 1989 (Nettuno) ha sorvolato i due pianeti.
Ma ora un gruppo di ricerca della NASA ha illustrato i piani di alcune missioni che si potranno realizzare nei prossimi anni e che avranno come obiettivo primario proprio lo studio di quei pianeti.
Anelli e satelliti. Come spiega Amy Simon, presidente del gruppo Ice Giants Pre-Decadal Study: «Le missioni prevedono l'invio di vari tipi di sonde verso i due pianeti, per permetterne uno studio approfondito. Oltre al pianeta stesso si studieranno gli anelli e i satelliti».
Le missioni proposte sono diverse: una prima prevede di inviare una sonda nell'orbita di Urano con 50 chilogrammi di strumenti a bordo; un’altra, sempre verso Urano, conterebbe su una sonda con più strumenti scientifici a bordo (fino a 150 kg); una terza missione si potrebbe dirigere verso Nettuno, con una sonda con a bordo 50 kg di strumenti.
Una missione a Nettuno potrebbe concentrarsi in modo particolare su Tritone, la sua luna più grande, che secondo alcune ipotesi potrebbe essere un oggetto proveniente dalla Fascia di Kuiper (una fascia di asteroidi e comete che si trova oltre Nettuno), catturato probabilmente durante un passaggio ravvicinato al pianeta.
Su Tritone sono stati scoperti dei geyser e sembra che possieda una tenue atmosfera.
Perché vale la pena studiarli a fondo? Una maggiore conoscenza di questi pianeti, per esempio perché sono così diversi da Giove e Saturno, può avere importanti implicazioni nello studio dei pianeti extrasolari.
Urano e Nettuno, infatti, sono definiti come i “giganti ghiacciati”, perché l’atmosfera pur essendo ricca di idrogeno e di elio (come Giove e Saturno) contiene una proporzione elevata di ghiacci di acqua, ammoniaca e metano, oltre a tracce di idrocarburi. Urano poi, possiede l’atmosfera più fredda del sistema solare, in quanto si registrano temperature di -224°C.
Poche finestre di lancio. C'è però un problema, anzi due: per raggiungerli ci vogliono almeno 14 anni di viaggio e sonde alimentate da energia nucleare perché alla distanza alla quale si trovano i due pianeti l'energia proveniente dal Sole non è in grado di far funzionare gli strumenti scientifici a bordo.
Il plutonio 238 con cui vengono alimentate sonde del genere, per esempio Cassini, è molto raro: la sua produzione è vietata dai trattati internazionali, anche se, a partire dal 2013, ne sono state prodotte piccole quantità in deroga.
Missioni di questo tipo, tuttavia, devono essere pensate con grande anticipo, per poter sfruttare le finestre di lancio che sono molto rare: per inviare una sonda verso Urano bisogna partire nel 2034, ma se si manca questa finestra di lancio, occorre attendere almeno un altro decennio.
Per Nettuno la frequenza delle date di lancio sono più ravvicinate: una si avrebbe nel 2034, un'altra nel 2036.
