طرح های مطالعاتی اخیر سازمان فضایی ناسا ماموریت های اختصاصی را به سیارات غول یخی اورانوس و نپتون فراهم می کند.

در سال 2003، ماموریت فضاپیمای گالیله با سقوط و غرق شدن در جو مشتری پایان یافت. سال ها بعد، کاسینی نیز پس از یک دهه و نیم کاوش سیاره زحل و اقمارش به چنین سرنوشتی دچار خواهد شد. ماموریت بعدی برای کاوش سیارات چه خواهد بود؟ برخی از محققین مرحله بعدی را مدارگردهای اختصاصی برای یک یا هر دو غول یخی منظومه شمسی یعنی اورانوس و نپتون می دانند.

تا به امروز فقط یک فضاپیما این دو سیاره خارجی را در طول سفر بلند مدت خود به لایه های باقیرونی منظومه شمسی ملاقات کرده است: وایجر 2 که در سال 1986 از کنار اورانوس و در سال 1989 از کنار نپتون عبور کرد. اما این ملاقات ها زودگذر بود و فقط چشم اندازی اندک به دانشمندان سیاره شناس در مورد این دنیاهای دوردست داد. مدارگردهای مورد نظر می خواهند مانند کاسینی در اطراف اورانوس و نپتون به مدت طولانی بمانند و آن ها را کاوش کنند.

مسیر سفر به سیارات خارجی
به طور قطع این سفر طولانی خواهد بود. مسئله اساسی برای کاوش در لایه های بیرونی منظومه شمسی این است که شما نیاز به فضاپیمایی دارید که به اندازه کافی سریع حرکت کند تا در طول یک دهه به مقصد مورد نظر برسد. اما سرعت بسیار زیاد نیازمند ترمزی دقیق است تا فضاپیما در مدار سیاره مورد نظر قرار گیرد. فضاپیمای افق های نو که 9 سال طول کشید تا به پلوتو و شارون برسد در این مورد بسیار خوب عمل کرد. البته ماموریت به اورانوس یا نپتون در سال های 2030 و 2031 اتفاق خواهد افتاد و تا آن زمان فرصت برای رسیدن به این هدف وجود دارد. مطالعه روی ظرفیت ترابردی معادل 50 هزار کیلوگرم انجام می شود که شامل سه وسیله اصلی و یک کاوشگر جوی شبیه به آن چیزی است که فضاپیمای گالیله داشت. "مدارگرد غول یخی" می تواند از پیشرانه شیمیایی مرسوم برای حرکت در مسیر خود استفاده کند یا شاید هم یک سیستم پیشرانه الکتروخورشیدی جدید.

مطالعات نشان می دهد که یک راهکار بهینه برای ماموریت اورانوس استفاده از نیروی گرانش مشتری در بین سال های 2030 تا 2034 است، در حالی که برای ماموریت نپتون باید بین سال های 2029 تا 2030 باشد. اما با کمک سیاره زحل پرتاب مدارگرد اورانوس می تواند در سال 2028 اتفاق بیفتد.

اهداف اولیه این ماموریت مطالعه جو، درون و سیستم حلقه های سیارات و نیز اقمار آن هاست. قمر بزرگ و عجیب سیاره نپتون به نام تریتون به طور خاص مورد توجه است زیرا گمان می رود یک جرم به دام افتاده از کمربند کایپر باشد. اورانوس خود به طور خاص یک هدف چالش برانگیز است زیرا این سیاره به طور مایل روی پهلوی خود می چرخد. زمانی که وایجر 2 در سال 1986 از کنار آن عبور کرد نیمکره جنوبی آن در میانه تابستان 21 ساله خود بود و نیمکره شمالی درون سایه قرار داشت. فضاپیمای بعدی زمانی به آن خواهد رسید که فصل ها تغییر کرده اند.