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Urano e Netuno são envoltos em atmosferas geladas e giratórias de hidrogênio e hélio. Além disso, nenhum dos dois apresenta uma superfície sólida. A soma desses fatores dificulta a exploração direta desses corpos.
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Conhecidos como gigantes de gelo, eles são os únicos dois planetas do Sistema Solar que ainda não foram observados diretamente por nenhum tipo de equipamento feito pela humanidade.
Suspeita-se que oceanos líquidos estão escondidos sob as espessas camadas de nuvens superficiais, obscurecendo seus núcleos de nossa visão.
Esforços estão sendo direcionados para enviar sondas atmosféricas para analisar a composição e estrutura de ambos. No entanto, uma espaçonave que consiga atravessar as nuvens geladas em altíssimas velocidades, sobrevivendo para enviar dados para a Terra, exigirá um trabalho extremamente complexo.
Missão simulada de exploração de Urano
Recentemente, uma equipe internacional de pesquisadores simulou uma missão de sondagem nas atmosferas de Urano e Netuno usando o túnel de plasma hipersônico da Universidade de Oxford, nos EUA. Nas simulações, a sonda atingiu velocidades de 2,9 km/s, sendo afetada pelos gases presentes nessas atmosferas.

Louis Walpot, engenheiro de aerotermodinâmica da Agência Espacial Europeia (ESA), explicou que essas simulações fornecem dados cruciais para replicar a entrada nessas atmosferas, porém, as velocidades alcançadas ainda ficaram abaixo do necessário para uma sonda atingir longas distâncias. Segundo os pesquisadores, o ideal seria pelo menos 25 km/s.
Entre os desafios, Walpot destaca a necessidade de um sistema de proteção térmica de alto desempenho devido às altas pressões e temperaturas enfrentadas pela sonda durante a entrada atmosférica.
Apesar dos obstáculos, o interesse em explorar Urano e Netuno está crescendo. Kathleen Mandt, astrofísica da NASA, solicitou à agência o desenvolvimento de uma sonda exploratória para desvendar os mistérios do sistema de Urano. A Pesquisa Decadal de Ciências Planetárias 2023-2032 identificou a missão, chamada Uranus Orbiter and Probe, como uma alta prioridade.