Уран остается одной из наименее изученных планет Солнечной системы, несмотря на то что в 2022 году Национальные академии наук США признали его приоритетной целью для космических исследований. Единственным аппаратом, совершившим пролет мимо ледяного гиганта около 40 лет назад, стал «Вояджер-2». С тех пор ни Уран, ни Нептун не посещались долгосрочными орбитальными станциями, что делает их единственными планетами системы, не прошедшими детальное изучение.
Интерес научного сообщества обусловлен аномалиями Урана: планета вращается «на боку», обладает сложным магнитным полем и окружена спутниками, которые могут скрывать подповерхностные океаны. Изучение ледяного гиганта необходимо и для понимания экзопланет, поскольку подобные объекты широко распространены в Млечном Пути. Основным препятствием для новой миссии остается расстояние – планета находится в 19 раз дальше от Солнца, чем Земля.
Существующие концепции полета с использованием ракеты Falcon Heavy предполагают путь длительностью более 13 лет с применением нескольких гравитационных маневров. Столь долгий срок увеличивает финансовые риски и вероятность технических сбоев. Исследователи из Массачусетского технологического института в докладе на аэрокосмической конференции IEEE предложили альтернативу – использование системы Starship компании SpaceX. Прогресс в испытаниях этой системы позволяет рассматривать ее как инструмент для изменения архитектуры межпланетных перелетов.
Ключевым преимуществом Starship ученые называют возможность дозаправки в космосе, что позволит разогнать аппарат до скоростей, недоступных традиционным носителям. Вторая инновационная идея заключается в использовании самого корабля Starship в качестве массивного теплового щита. Вместо отделения после старта корабль может сопровождать исследовательский зонд до цели, чтобы выполнить аэродинамическое торможение в атмосфере Урана. Этот маневр позволит аппарату выйти на орбиту без использования избыточного количества топлива.
Согласно расчетам, сочетание дозаправки на орбите и аэроторможения позволит сократить время в пути до шести с половиной лет. Это почти вдвое быстрее текущих планов и избавляет от необходимости совершать маневры у других планет. Несмотря на усложнение технической части, короткий срок миссии снизит операционные расходы. Однако реализация проекта зависит от подтверждения технологий Starship и государственного финансирования. Если окно для запуска в 2030-х годах будет упущено, следующая благоприятная возможность появится только в середине 2040-х.
