هنگام طراحی کاوشگری که بتواند در برابر شرایط سخت موجود در آن مقاومت کند، ملاحظاتی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود؛ بنابراین دانشمندان شرایط آب و هوایی غول یخی دوردست منظومه شمسی و نزدیک به دوقلوی آن، نپتون، را قبل از مأموریت‌هایی که ممکن است روزی به این دو سیاره انجام شود، شبیه‌سازی کردند.

 لوئیس والبات، مهندس ترمودینامیک اتمسفر در آژانس فضایی اروپا توضیح داد: چالش این است که هر کاوشگر تحت فشار و دما‌های بالا قرار می‌گیرد و بنابراین به یک سیستم حفاظت حرارتی با کارایی بالا نیاز دارد تا بتواند برای مدتی در اتمسفر بماند. برای شروع طراحی چنین سیستمی، ما نیاز داریم ابتدا امکانات آزمایش اروپایی موجود را به منظور بازتولید ترکیبات و سرعت‌های جوی درگیر تطبیق دهیم.

این دو غول یخی بسیار شبیه هم هستند، اما تفاوت‌های جالبی مانند تفاوت رنگ آن‌ها به دلیل نحوه توزیع گاز‌ها در جو آن‌ها وجود دارد.

علاوه بر این، جو آن‌ها با اتمسفر زحل و مشتری بسیار متفاوت است، بنابراین نمی‌توان از دومی به عنوان آنالوگ برای درک چگونگی رخ دادن این تفاوت‌ها استفاده کرد.

به منظور اندازه گیری و انتقال داده‌ها به زمین، کاوشگر‌ها باید در برابر شرایط جوی هر دو سیاره مقاومت کنند.

بنابراین، یک تیم بین المللی از دانشمندان بریتانیا، آژانس فضایی اروپا و آلمان یک کاوشگر ورودی فرعی مشابه کاوشگر گالیله ایجاد کردند و از دو امکانات مختلف برای تکرار شرایط استفاده کردند: تونل T ۶ Stalker، یک مرکز پلاسمای مافوق صوت در دانشگاه آکسفورد در بریتانیا و تونل‌های باد پلاسمای گروه تشخیصی شار گرمای زیاد دانشگاه اشتوتگارت.

آن‌ها با استفاده از مخلوطی از گاز‌های مشابه گاز‌های موجود در نپتون و اورانوس، آنالوگ‌های جوی ایجاد کردند و کاوشگر را با سرعتی معادل ۱۹ کیلومتر در ثانیه تحت تأثیر قرار دادند. سپس کاوشگر جریان گرمای همرفتی را در سطح خود اندازه گیری کرد.

والبات توضیح می‌دهد: تونل استاکر می‌تواند هم جابجایی و هم شار گرمای تابشی را اندازه‌گیری کند، و سرعت‌های جریانی که برای تکرار ورود غول یخی ضروری است را فراهم می‌کند.

در همین حال، تونل پلاسما در اشتوتگارت تنها تأسیساتی در جهان است که می‌تواند شرایط لازم را برای بررسی اثرات فرسایش و تجزیه حرارتی بر روی بدنه فضاپیما ایجاد کند.

اکنون که آزمایش‌ها با موفقیت انجام شده است، محققان می‌توانند از اطلاعات به دست آمده برای توسعه حسگر‌هایی استفاده کنند که جو غول‌های یخی را هنگام فرو رفتن در اعماق مرموز اورانوس اندازه گیری می‌کند.

منبع: ScienceAlert