استكشاف نبتون

تم استكشاف نبتون مباشرةً بواسطة مسبار فضائي واحد ، وهو فوياجر 2 ، عام 1989. وحتى عام 2026 ، لم تُؤكد أي بعثات مستقبلية لزيارة نظام نبتون. وقد اقترحت وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الصينية ومجموعات أكاديمية مستقلة بعثات علمية مستقبلية لزيارة نبتون. بعض خطط البعثات لا تزال قيد التنفيذ، بينما تم التخلي عن بعضها الآخر أو تعليقها. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

منذ منتصف التسعينيات، تمت دراسة نبتون عن بعد باستخدام التلسكوبات، بما في ذلك تلسكوب هابل الفضائي وتلسكوب كيك الأرضي باستخدام البصريات التكيفية . ^{[ 3 ]}

بعد نجاح زيارة فوياجر 2 لكوكب زحل، تقرر تمويل مهمات إضافية إلى أورانوس ونبتون . تولى مختبر الدفع النفاث تنفيذ هذه المهمات ، وأُطلق على مهمة نبتون اسم "مهمة فوياجر نبتون بين النجوم". بدأت فوياجر 2 بالتقاط صور الملاحة لنبتون في مايو 1988. ^{[ 4 ]} بدأت المرحلة الفعلية لرصد نبتون بواسطة فوياجر 2 في 5 يونيو 1989، ووصلت المركبة الفضائية رسميًا إلى نظام نبتون في 25 أغسطس، وتوقف جمع البيانات في 2 أكتوبر. ^{[ 5 ]} في البداية، كان من المخطط استخدام مسار يجعل فوياجر 2 تمر على بُعد حوالي 1300 كيلومتر (810 أميال) من نبتون و 8200 كيلومتر (5100 ميل) من تريتون. ^{[ 6 ]} دفعت الحاجة إلى تجنب مادة الحلقات التي تم رصدها بواسطة الاحتجابات النجمية إلى التخلي عن هذا المسار، وتم رسم مسار يتجنب الحلقات إلى حد كبير ولكنه يؤدي إلى تحليقات أبعد لكلا الهدفين. ^{[ 6 ]}    

في 25 أغسطس، وخلال آخر اقتراب للمركبة الفضائية فوياجر 2 من كوكب نبتون، حلقت على بُعد 4950 كيلومترًا فقط (3080 ميلًا) فوق قطبه الشمالي، وهو أقرب اقتراب لها من أي جرم سماوي منذ مغادرتها الأرض عام 1977. في ذلك الوقت، كان نبتون أبعد جرم معروف في المجموعة الشمسية. ولم يقترب بلوتو من الشمس أكثر من ذلك في مساره إلا عام 1999. درست فوياجر 2 غلاف نبتون الجوي ، وحلقاته ، وغلافه المغناطيسي ، وأقماره . ^{[ 7 ]} وقد خضع نظام نبتون للدراسة العلمية لسنوات عديدة باستخدام التلسكوبات والأساليب غير المباشرة، إلا أن الفحص الدقيق الذي أجرته فوياجر 2 حسم العديد من المسائل وكشف عن كم هائل من المعلومات التي ما كان من الممكن الحصول عليها بطريقة أخرى. ولا تزال بيانات فوياجر 2، في معظم الحالات، أفضل البيانات المتاحة عن هذا الكوكب.  

كشفت مهمة الاستكشاف أن غلاف نبتون الجوي ديناميكي للغاية، على الرغم من أنه لا يتلقى سوى ثلاثة بالمئة من ضوء الشمس الذي يتلقاه كوكب المشتري . وُجد أن رياح نبتون هي الأقوى في المجموعة الشمسية، إذ تصل قوتها إلى ثلاثة أضعاف رياح المشتري، وتسعة أضعاف أقوى رياح الأرض. تهب معظم الرياح غربًا، عكس اتجاه دوران الكوكب. تم اكتشاف طبقات سحابية منفصلة، ​​حيث تظهر أنظمة سحابية وتتلاشى في غضون ساعات، وتدور عواصف عملاقة حول الكوكب بأكمله في غضون ست عشرة إلى ثماني عشرة ساعة في الطبقات العليا. اكتشف فوياجر 2 إعصارًا مضادًا أُطلق عليه اسم " البقعة المظلمة العظيمة" ، وهو مشابه للبقعة الحمراء العظيمة على كوكب المشتري . ومع ذلك، كشفت صور التقطها تلسكوب هابل الفضائي عام 1994 أن "البقعة المظلمة العظيمة" قد اختفت. ^{[ 8 ]} كما شوهدت في الغلاف الجوي العلوي لنبتون بقعة على شكل لوزة تحمل الرمز D2، وسحابة ساطعة سريعة الحركة فوق الطبقات السحابية أُطلق عليها اسم "سكوتر". ^{[ 5 ] [ 9 ]}

أتاحت عملية التحليق بالقرب من نظام نبتون أول قياس دقيق لكتلة نبتون، والتي وُجد أنها أقل بنسبة 0.5% مما كان يُحسب سابقًا. وقد دحضت هذه النتيجة الجديدة فرضية وجود كوكب خفي ( كوكب س) يؤثر على مداري نبتون وأورانوس. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

وُجد أن المجال المغناطيسي لكوكب نبتون مائل بشدة ومنحرف بشكل كبير عن مركزه. واكتشف المسبار شفقًا قطبيًا أضعف بكثير من ذلك الموجود على الأرض أو الكواكب الأخرى. ورصدت أجهزة الراديو على متن المركبة أن يوم نبتون يستمر 16 ساعة و6.7 دقيقة. وقد رُصدت حلقات نبتون من الأرض قبل سنوات عديدة من زيارة فوياجر 2 ، لكن الفحص الدقيق كشف أن أنظمة الحلقات دائرية كاملة وسليمة، وتم إحصاء أربع حلقات في المجموع. ^{[ 5 ]}

اكتشفت المركبة الفضائية فوياجر 2 ستة أقمار صغيرة جديدة تدور حول مستوى خط استواء نبتون، أُطلق عليها أسماء نايد ، ثالاسا ، ديسبينا ، غالاتيا ، لاريسا ، وبروتيوس . وتم تصوير ثلاثة من أقمار نبتون - بروتيوس، نيريد ، وتريتون - بتفاصيل دقيقة، علماً بأن القمرين الأخيرين فقط كانا معروفين قبل هذه الزيارة. وتبين أن بروتيوس إهليلجي الشكل ، بحجم يسمح به حجم الجسم الإهليلجي دون أن يتحول إلى كرة ، وبدا لونه داكناً كالسخام تقريباً . أما تريتون، فقد كُشف عن ماضيه النشط بشكل ملحوظ، حيث يحتوي على ينابيع حارة نشطة ، وغطاءات قطبية ، وغلاف جوي رقيق جداً يتميز بسحب يُعتقد أنها جزيئات من جليد النيتروجين . وبدرجة حرارة لا تتجاوز 38 كلفن (-235.2 درجة مئوية) ، يُعد تريتون أبرد جرم سماوي معروف في النظام الشمسي. كانت أقرب مسافة إلى تريتون، آخر عالم صلب استكشفته فوياجر 2 بالقرب منه، حوالي 40000 كيلومتر (25000 ميل) . ^{[ 5 ]}    

يمكن الاطلاع على قائمة بالبعثات السابقة والقادمة إلى النظام الشمسي الخارجي في مقالة "قائمة البعثات إلى الكواكب الخارجية" .

حتى يوليو 2026 ، لم تُعتمد أي بعثات مستقبلية لزيارة نظام نبتون. وقد اقترحت وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ومجموعات أكاديمية مستقلة بعثات مفاهيمية لزيارة نبتون وطورتها.

بعد تحليق فوياجر ، اعتُبرت مهمة مدارية رائدة الخطوة التالية لوكالة ناسا في الاستكشاف العلمي لنظام نبتون . ^{[ 12 ]} وكان من المتوقع أن تكون هذه المهمة الافتراضية ممكنة في أواخر العقد الثالث أو أوائل العقد الرابع من القرن الحادي والعشرين. ^{[ 12 ]} وهناك مهمة مفاهيمية أخرى مقترحة للعقد الرابع من القرن الحادي والعشرين تُسمى مستكشف نبتون-تريتون (NTE). ^{[ 13 ]} وقد بحثت ناسا العديد من خيارات المشاريع الأخرى لكل من مهمات التحليق والمهمات المدارية (ذات تصميم مشابه لمهمة كاسيني-هويجنز إلى زحل). تُعرف هذه المهمات مجتمعةً باسم مهمات "RMA نبتون-تريتون-KBO"، والتي تشمل أيضًا مهمات مدارية لا تزور أجسام حزام كايبر (KBOs). ونظرًا للقيود المالية والاعتبارات التقنية والأولويات العلمية وعوامل أخرى، لم تتم الموافقة على أي من هذه المشاريع. ^{[ 14 ]}

تم تطوير العديد من مفاهيم المهمات لزيارة نظام نبتون، بما في ذلك:

يعتمد المسار الأقل استهلاكًا للطاقة لإطلاق مركبة فضائية من الأرض إلى نبتون على مساعدة جاذبية كوكب المشتري ، مما يتيح نافذة إطلاق مثالية بفاصل زمني قدره 12 عامًا، عندما يكون المشتري في وضع مناسب بالنسبة للأرض ونبتون. وقد أُتيحت نافذة إطلاق مثالية لمثل هذه المهمة إلى نبتون من عام 2014 إلى عام 2019، مع توفر الفرصة التالية بدءًا من عام 2031. ^{[ 28 ]} وتستند هذه القيود إلى ضرورة الاستفادة من مساعدة جاذبية المشتري. ومع تقنية نظام الإطلاق الفضائي (SLS) الجديدة قيد التطوير في شركة بوينغ ، يُمكن إطلاق مهمات الفضاء البعيدة ذات الحمولات الأثقل بسرعات أعلى بكثير (200 وحدة فلكية في 15 عامًا)، كما يُمكن إطلاق مهمات إلى الكواكب الخارجية بشكل مستقل عن مساعدة الجاذبية. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

مثّلت التلسكوبات الفضائية، مثل تلسكوب هابل الفضائي، بداية حقبة جديدة من الرصد الدقيق للأجرام الخافتة من مسافات بعيدة، عبر كامل الطيف الكهرومغناطيسي . ويشمل ذلك الأجرام الخافتة في النظام الشمسي، مثل نبتون. ومنذ عام ١٩٩٧، أتاحت تقنية البصريات التكيفية إجراء رصد علمي دقيق لنبتون وغلافه الجوي باستخدام التلسكوبات الأرضية. وتتجاوز هذه الصور المسجلة الآن قدرة تلسكوب هابل الفضائي بكثير، بل وتتفوق في بعض الحالات على صور فوياجر، مثل صور أورانوس. ^{[ ٣١ ]} ومع ذلك، تظل عمليات الرصد الأرضية محدودة في قدرتها على تسجيل الموجات الكهرومغناطيسية ذات أطوال موجية معينة، وذلك بسبب الامتصاص الجوي الحتمي ، ولا سيما الموجات عالية الطاقة. ^{[ ٣٢ ] [ ٣٣ ]}

• استكشاف عطارد
• استكشاف كوكب الزهرة
• استكشاف المريخ
• استكشاف كوكب المشتري
• استكشاف زحل
• استكشاف أورانوس

• نبتون فوياجر 2 - المهمة بين النجوم، مختبر الدفع النفاث، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
• نبتون: نظرة معمقة على الكواكب، ناسا

• بعد مرور 25 عامًا على مهمة نبتون: تأملات حول فوياجر - موقع ناسا الإلكتروني فوياجر
• صور نبتون وجميع الأقمار الصناعية المتاحة - مجلة التصوير الفوتوغرافي، مختبر الدفع النفاث