Exploración de Urano

La exploración de Urano se llevó a cabo solo por medio de la sonda Voyager 2 y actualmente no se planean más misiones exploratorias en el sitio. Para superar la falta de información directa, las variaciones en la atmósfera del planeta se estudian a través de campañas de observación telescópica, en particular utilizando la cámara planetaria de gran campo a bordo del Telescopio Espacial Hubble. La exploración de Urano, así como la de Neptuno, se hace difícil por las grandes distancias que separan el planeta de la Tierra y el sol. Cada misión debe estar equipada con un sistema de energía capaz de suministrar energía a la sonda sin la posibilidad de convertir la energía solar mediante el uso de paneles fotovoltaicos. Actualmente, la única fuente viable de energía es un generador termoeléctrico radioisotópico. Esto causa algunos problemas que ya se han encontrado en el desarrollo de Misiones al sistema solar exterior : además, la gran distancia de la Tierra implica una larga duración de la misión, por lo tanto un aumento en los costos del segmento de la Tierra. El estudio de Urano, finalmente, no es considerado una prioridad por las principales agencias espaciales, que están concentrando sus recursos en la exploración de los sistemas de Júpiter y Saturno y están considerando la posibilidad de enviar una misión a Neptuno.

Desde que fue lanzada desde la Tierra, la nave espacial Voyager 2 ha tardado 8 años y medio en llegar a Urano, alcanzando su máxima aproximación el 24 de enero de 1986, a una distancia de unos 81.500 km. Las señales de la sonda tardaron 3 horas en llegar a la Tierra, donde, muy débiles, fueron recibidas a través de la red de espacio profundo, actualizada con la construcción de nuevas antenas para la ocurrencia. La misión se vio favorecida por una alineación particular de los cuatro gigantes gaseosos, lo que permitió que una sola sonda lograra un encuentro cercano (o sobrevuelo) con cada uno de ellos. El Voyager 2 observó a Urano con un espectrómetro de infrarrojo lejano, con el fin de tomar perfiles detallados de temperatura y presión de la atmósfera, para que el procesamiento de datos pudiera desarrollar un modelo de la circulación atmosférica global del planeta. La misión duró hasta el 25 de febrero, después de lo cual la Voyager 2 continuó su viaje al siguiente destino, Neptuno.

Las observaciones del Voyager 2 duraron solo seis horas, pero en esa pequeña cantidad de tiempo los eruditos fueron capaces de aprender sobre Urano mucho más de lo que habían aprendido de más de 200 años de observaciones de la Tierra. Dado que el Voyager 2 no fue diseñado para alcanzar Urano, sus cámaras requerían una mayor cantidad de luz de la que estaba disponible para poder distinguir los detalles. Por lo tanto, los tiempos de exposición se prolongaron y se tuvieron que desarrollar técnicas de rotación de la nave espacial para corregir los efectos debidos al movimiento del planeta y las lunas. Además, solo se pudo fotografiar el hemisferio iluminado, y ya que en el momento de la llegada de la sonda, Urano mostró el Polo Sur al sol, los hemisferios norte del planeta y las lunas permanecen inexploradas. La sonda envió a la Tierra los datos recopilados sobre la composición de la atmósfera del planeta, detectando hidrógeno, helio, pequeñas cantidades de metano, acetileno e hidrocarburos. Se confirmó que el color verdoso se debe a la absorción de luz en la frecuencia de rojo por el metano y se detectaron nubes y bandas paralelas al ecuador. Antes de la llegada del Voyager 2 no se sabía que Urano poseía un campo magnético, inclinado en 60° con respecto al eje de rotación. La intensidad promedio del campo es aproximadamente comparable a la del campo de la Tierra, aunque varía mucho de un punto a otro porque su origen no parece coincidir con el centro del planeta. La orientación particular identificada parece, de hecho, sugerir que el campo se genera a una profundidad intermedia a la que corresponde una presión suficientemente alta para que el agua se convierta en conductora de electricidad. Se detectó una alta capa de neblina alrededor del Polo iluminado, que también se encontró que irradia grandes cantidades de luz ultravioleta, un fenómeno al que se ha referido el término inglés "dayglow" (en italiano, esplendor diurno). Se midió una temperatura media de unos 60 K. Sorprendentemente, los dos polos, uno iluminado por la luz del sol y el otro en la sombra, y la mayor parte del planeta, presentaron casi la misma temperatura en la parte superior de las nubes. Se descubrieron diez satélites más, el más grande de los cuales tenía un diámetro de 150 km, y se enviaron imágenes de los ya conocidos. Dada la particular inclinación del eje de rotación de Urano, el plano en el que se encuentran los anillos y órbitas de los satélites principales está inclinado aproximadamente 90° con respecto a la dirección de la que proviene la sonda. Esto determinó que solo una de las lunas, Miranda, podía ser observada a corta distancia, mientras que todas las demás fueron fotografiadas solo desde una gran distancia. Miranda, la más interna de las cinco lunas principales, resultó ser uno de los objetos más extraños del sistema solar. Las imágenes enviadas a la tierra de la superficie, recogidas durante el sobrevuelo de la luna con una resolución de menos de 1 km, muestran cañones de 20 km de profundidad, estratificaciones de suelo y superficies viejas mezcladas con superficies jóvenes. Se han desarrollado dos teorías para explicar las observaciones: la primera, desarrollada inmediatamente después de recibir las imágenes, cree que el estado actual de Miranda sigue un proceso de reagregación del material de la luna después de un impacto violento. ; el segundo, más reciente, es que en Miranda se puede observar un proceso de diferenciación interrumpido, es decir, la luna se ha enfriado antes de completar la reorganización interna en capas superpuestas de diferente composición química. Las cinco lunas principales parecen ser aglomeraciones de roca y hielo como los satélites de Saturno. Titania está marcada por enormes sistemas de fallas y cañones que indican que algún grado de actividad geológica, probablemente tectónica, ha estado presente durante su historia. Ariel presenta la superficie más brillante y más joven de todos los satélites de Urano. También parece haber sido moldeada por la actividad geológica, lo que llevó a la formación de valles de fallas y extensos flujos de material de hielo. Poca actividad geológica ha tenido lugar, sin embargo, en Umbriel y Oberon a juzgar por las superficies viejas y oscuras. Las imágenes transmitidas a la Tierra por el Voyager 2 hicieron posible localizar dos anillos más, llevando el total a 11, y mostrando la diversidad de los de Júpiter y Saturno. También se descubrió que el sistema de anillos debe haber sido relativamente joven y no se formó al mismo tiempo que Urano; las partículas que lo componen podrían ser los restos de una luna que se ha roto como resultado de un impacto a alta velocidad o como resultado de acciones gravitacionales.

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