Именно Уран удостоился чести быть первой планетой, открытой в современной истории. Однако, на самом деле, первоначальное открытие его как планеты фактически не происходило. В 1781 году астроном Уильям Гершель при наблюдении звезд в созвездии Близнецов, заметил неких дискообразный объект, который он поначалу записал в разряд комет, о чем и сообщил в Королевское научное сообщество Англии. Однако позже самого Гершеля озадачил тот факт, что орбита объекта оказалась практически круглой, а не эллиптической, как это бывает у комет. И только когда это наблюдения было подтверждено другими астрономами, Гершель пришел к выводу, что на самом деле открыл планету, а не комету, и открытие, наконец, получило широкое признание.

После подтверждения данных о том, что обнаруженный объект является планетой, Гершель получил необыкновенную привилегию – дать ей свое название. Не долго думая, астроном выбрал имя короля Англии Георга III и назвал планету Georgium Sidus, что в переводе означает «Звезда Георга». Однако название так и не получило научного признания, и ученые, в большинстве своем, пришли к выводу, что лучше придерживаться определенной традиции в названии планет Солнечной системы, а именно называть их в честь древнеримских богов. Так Уран получил свое современное название.

В настоящее время единственной планетарной миссией, которой удалось собрать сведения про Уран, является Voyager 2. Эта встреча, которая произошла в 1986 году, позволила ученым получить достаточно большое количество данных о планете и сделать множество открытий. Космический корабль передал тысячи фотографий Урана, его спутников и колец. Несмотря на то, что многие фотографии планеты не отобразили практически ничего, кроме сине-зеленого цвета, который можно было наблюдать и с наземных телескопов, другие изображения показали наличие десяти ранее неизвестных спутников и двух новых колец. На ближайшее будущее никаких новых миссий к Урану не запланировано.

Из-за темно-синего цвета Урана атмосферную модель планеты оказалось составить гораздо сложнее, нежели модели того же Юпитера или даже Сатурна. К счастью, снимки, полученные с космического телескопа «Хаббл» позволили получить более широкое представление. Современные технологии визуализации телескопа дали возможность получить гораздо более детальные снимки, нежели чем у Voyager 2. Так благодаря фотографиям «Хаббл» удалось выяснить, что на Уране существуют широтные полосы как и на других газовых гигантах. Кроме того, скорость ветров на планете может достигать более 576 км/час.

Считается, что причиной появления однообразной атмосферы является состав самого верхнего ее слоя. Видимые слои облаков состоят в основном из метана, который поглощает эти наблюдаемые длины волн, соответствующие красному цвету. Таким образом, отраженные волны представлены в виде синего и зеленого цветов.

Под этим наружным слоем метана, атмосфера состоит из примерно 83% водорода и 15% гелия, где присутствует определенное количество метана и ацетилена. Подобный состав аналогичен другим газовым гигантам Солнечной системы. Однако атмосфера Урана резко отличается в другом отношении. В то время как атмосферы у Юпитера и Сатурна в основном газообразные, атмосфера Урана содержит гораздо больше льда. Свидетельством тому являются экстремально низкие температуры на поверхности. Учитывая тот факт, что температура атмосферы Урана достигает -224 °С, ее можно назвать самой холодной из атмосфер в Солнечной системе. Кроме того, имеющиеся данные указывают на то, что такая крайне низкая температура присутствует практически вокруг всей поверхности Урана, даже на той стороне, которая не освещается Солнцем.

Уран, по мнению планетологов, состоит из двух слоев: ядра и мантии. Современные модели позволяют предположить, что ядро в основном состоит из камня и льда и примерно в 55 раз превышает массу Земли. Мантия планеты весит около 13,4 масс Земли. Кроме того, мантия состоит из воды, аммиака и других летучих элементов. Основным отличием мантии Урана от Юпитера и Сатурна является то, что она ледяная, пусть и не в традиционном смысле этого слова. Дело в том, что лед очень горячий и толстый, а толщина мантии составляет 5111 километров.

Что самое удивительное в составе Урана и то, что отличает его от других газовых гигантов нашей звездной системы, является то, что он не излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Учитывая тот факт, что даже Нептун, который очень близок по размеру к Урану, производит примерно в 2,6 раза больше тепла, чем получает от Солнца, ученые сегодня очень заинтригованы в столь слабой мощности генерируемой Ураном энергии. На данный момент существует два объяснения данному явлению. Первая указывает на то, что Уран подвергся воздействию объемного космического объекта в прошлом, что привело к потере большей части внутреннего тепла планеты (полученной во время формирования) в космическое пространство. Вторая теория утверждает, что внутри планеты существует некий барьер, который не позволяет внутреннему теплу планеты вырваться на поверхность.

Само открытие Урана позволило ученым расширить радиус известной Солнечной системы почти в два раза. Это означает, что в среднем орбита Урана составляет около 2,87х10⁹ километров. Причиной столь огромного расстояния является длительность прохождения солнечного излучения от Солнца до планеты. Солнечному свету необходимо около двух часов и сорока минут чтобы достичь Урана, что почти в двадцать раз дольше, чем требуется солнечному свету для того, чтобы достигнуть Земли. Огромное расстояние влияет и на продолжительность года на Уране, он длится почти 84 земных года.

Эксцентриситет орбиты Урана составляет 0.0473, что лишь немногим меньше, чем у Юпитера – 0,0484. Данный фактор делает Уран четвертым из всех планет Солнечной системы по показателю круговой орбиты.

Самым интересным моментом в процессе вращения Урана является положение оси. Дело в том, что ось вращения для каждой планеты, кроме Урана, примерно перпендикулярна их плоскости орбиты, однако ось Урана наклонена почти на 98°, что фактически означает, что Уран вращается на боку. Результатом такого положения оси планеты является то, что северный полюс Урана находится на Солнце половину планетарного года, а другая половина приходится на южный полюс планеты. Другими словами, дневное время на одном полушарии Урана длится 42 земных года, а ночное, на другом полушарии столько же. Причиной, по которой Уран «повернулся на бок», ученые опять же называют столкновение с огромным космическим телом.

Учитывая тот факт, что самыми популярными из колец в нашей Солнечной системе длительное время оставались кольца Сатурна, кольца Урана не удавалось обнаружить вплоть до 1977 года. Однако причина не только в этом, есть еще две причины столь позднего обнаружения: расстояние планеты от Земли и низкая отражательная способность самих колец. В 1986 году космический аппарат Voyager 2 смог определить наличия у планеты еще двух колец, помимо известных на то время. В 2005 году космический телескоп «Хаббл» заметил еще два. На сегодняшний день планетологам известно 13 колец Урана, самым ярким из которых является кольцо Эпсилон.

Кольца Урана отличаются от сатурнианских практически всем – от размеров частиц до из состава. Во-первых, частицы, составляющие кольца Сатурна маленькие, немногими больше, чем несколько метров в диаметре, тогда как кольца Урана содержат множество тел до двадцати метров в диаметре. Во-вторых, частицы колец Сатурна в основном состоят изо льда. Кольца Урана, тем не менее, состоят как изо льда, так и значительной пыли и мусора.

Хотя Уран виден невооруженным глазом, так же как и другие планеты – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн – долгое время ошибочно предполагали, что это звезда, из-за полумрака планеты и медленной орбиты. Интересно, что британский астроном Уильям Гершель открыл планету Уран случайно 13 марта 1781 года, во время съемки звезд. Одна «звезда» оказалась отличной от других, так как в течение года Уран следовал по планетарной орбите.

Планету часто называют ледяным гигантом, так как он на 80% и более процентов состоит из жидкой смеси водного, метанового и аммиачного льда.

Магнитные полюсы планеты обычно выстроены вверх к полюсу, по которому он вращается, но магнитное поле Урана наклонено. Магнитная ось наклонена приблизительно на 60 градусов от оси вращения планеты. Это приводит к странному однобокому магнитному полю Урана, с силой поля на поверхности северного полушария в 10 раз превышающей силу на поверхности южного полушария.

После того, как Вояджер-2 посетил систему Урана в 1986 году, он обнаружил еще 10 спутников: Джульетта, Пак, Корделия, Офелия, Бианка, Дездемона, Порция, Розалинда, Белинда и Крессида – и каждый сделан наполовину изо льда и наполовину из камня. С тех пор астрономы обнаружили с помощью космического телескопа Хаббла и наземных обсерваторий еще 27 спутников и определить их было крайне сложно – они имеют всего лишь от 8 до 10 миль (от 12 до 16 километров) в поперечнике, чернее, чем асфальт и на расстоянии почти в три миллиарда миль (4,8 млрд километров).

Между Корделией, Офелией и Мирандой присутствует рой из восьми малых спутников, которые сгруппировались так плотно, что астрономы до сих пор не понимают, как маленьким спутникам удалось не врезаться в друг друга.

Экстремальный осевой наклон Урана приводит к необычной погоде. Так как солнечный свет достигает поверхность в некоторых районах впервые за много лет, он, нагревая атмосферу, вызывает гигантские бури размером с Северную Америку.

По иронии судьбы, когда Вояджер-2 впервые подлетел к южному полушарию Урана в 1986 году в разгар лета, он увидел только мягкую атмосферу и наличие облаков, занимающих не более 10 процентов, таким образом, Уран получил прозвище «самая скучная планета». Потребовалось десятилетия, прежде чем передовые телескопы, такие как Хаббл, вступили к исследованиям и сумели обнаружить экстремальные погодные условия.

Кольца Урана были увидены первыми после Сатурна. Они были значительным открытием, так как они помогли астрономам понять, что кольца являются общей чертой планет, а не просто особенностью Сатурна. Уран имеет два набора колец. Внутренняя система колец состоит в основном из узких и темных колец, в то время как внешняя система, состоящая из двух более отдаленных колец. Эти кольца были обнаружены космическим телескопом Хаббл и имеют красноватый и синий оттенок. Ученые уже определили 13 известных колец вокруг Урана.

Уран не похож ни на одну другую планету нашей системы. И вот почему. Угол наклона оси планеты равен 98 °. По сравнению с 23,5° у Земли – это очень экстремально. Но это еще не все. Когда Вояджер-2 впервые пролетел возле Урана в 1986 году, выяснилось, что и магнитное поле Урана тоже находится под углом 60 °. У Земли же магнитное поле размещено почти по ее оси, что делает его более надежным.

Но на Уране все по-другому. Его магнитное поле постоянно вращается – такого нет ни на одной другой планете. Из-за вращений магнитное поле Урана очень нестабильно. Поэтому планета иногда подвергается действию солнечных ветров. Если бы Земля попала в такие условия, то жизни на ней не могло бы быть. Уран вообще нельзя назвать подходящим местом для жизни, но, возможно, такое же необычное магнитное поле обнаружится на экзопланетах. Поэтому ученые продолжают раскрывать секреты Урана.

Химический элемент уран, обнаруженный в 1789 году, был назван в честь недавно обнаруженной планеты Уран.

Уран является самой холодной планетой в Солнечной системе. Минимальная температура поверхности на Уране составляет -224 °, что делает его самым холодным из восьми планет. Его верхние слои атмосферы покрыты туманом, в основном из метана, который скрывает бури, происходящие в облаках.

Спутники Урана названы в честь персонажей, созданных Александром Поупом и Уильямом Шекспиром. Например, Оберан, Титании и Миранда. Почти все эти миры покрыты льдом и имеют темную поверхность, а некоторые представляют собой смесь льда и камней. Из спутников Урана наиболее интересным является Миранда, которая имеет ледяные каньоны, террасы и странно выглядящую поверхность.

Если бы Солнце было размером с входную дверь, то Земля была бы размером с монетку, а Уран с бейсбольный мяч.

Уран – седьмая планета от Солнца, находящаяся на расстоянии около 2,9 миллиардов километров (1,8 миллиарда миль) или 19,19 а.е.

Как и Венера, Уран имеет ретроградное вращение, то есть вращается с востока на запад. В отличие от любых других планет, Уран вращается на боку, а это значит, он вращается по горизонтали.

Марк Хофштадтер (Mark Hofstadter), исследователь из Лаборатории реактивного движения НАСА, в интервью изданию Gizmodo рассказал, чем пахнет атмосфера Урана. По его мнению, газы, присутствующие на гигантской планете, придают местному воздуху аромат тухлых яиц и мочи.

Ученый считает, что, хотя газовая оболочка Урана слишком холодна и ядовита, чтобы человек, опустившийся в атмосферу планеты, мог непосредственно почувствовать ее запах, пробы воздуха могли бы собрать автоматические аппараты. В этом случае в образцах будут присутствовать различные соединения. Состав проб зависит от того, из каких слоев они были взяты. Так, в верхних находятся водород, гелий и метан, а в нижних – сероводород, аммиак, метан и углекислый газ.

При этом концентрация аммиака довольно небольшая и достигает ста частей на миллиард, однако, по словам Хофштадтера, этот газ может конденсироваться и образовывать пахнущие кошачьей мочой облака. Подобные скопления, вероятно, образует и сероводород, который придает атмосфере аромат тухлых яиц.

В газовых оболочках других планет-гигантов – Юпитера, Сатурна и Нептуна также присутствуют образующие неприятный запах соединения, однако их концентрация меньше.

Несмотря на то, что эта планета была открыта еще 1781 году, посетителей у нее не было с 1986 года, то есть с момента, когда космический зонд «Вояджер-2» совершил пока единственный в истории облет Урана. С тех пор его никто никогда не посещал, и это очень печалит современных ученых, потому что Уран – удивительное место.

На проходившей в США 48-й Лунной и планетарной научной конференции группа исследователей провела презентацию, в рамках которой рассказала о концепте миссии уранового орбитального космического аппарата «OCEANUS». Глава команды, Али М. Брэнсон из Аризонского университета, предложил аэрокосмическому агентству NASA отправить к Урану в 2030 году космический аппарат, который достигнет планеты в 2041-м, после того как проведет два гравитационных маневра с помощью Венеры и еще один с помощью Земли. Орбитальный аппарат сможет заняться изучением твердого ядра Урана, а также его необычной неравномерной магнитосферы. Помимо Урана, такая особенность наблюдалась учеными только у Нептуна.

«Необходимость в изучении ледяных гигантов очевидна – они являются для нас наименее исследованным классом планет. Состав и структура этих планет существенно отличается от газовых гигантов (того же Юпитера или Сатурна). Наши нынешние модели внутреннего строения ледяных гигантов противоречат моделям формирования Солнечной системы, особенно в вопросах ожидаемых размеров ядер у таких планет. А уникальность характера магнитных полей подобных планет вообще плохо изучена», – говорит команда исследователей.

Если кратко, то о ледяных гигантах мы практически ничего не знаем. Знаем только, что эти планеты в основном могут состоять из кислорода, углерода, азота и серы. И это несмотря на то, что у нас есть две собственных ледяных планеты – Уран и Нептун. Космическая миссия к Урану не только могла бы стать ответом на множество вопросов о ледяных гигантах, она также позволила бы ускорить довольно медленный процесс заполнения информационного профиля самого Урана.

Сейчас в центре внимания находится Марс. Рассматривается вопрос отправки пилотируемой миссии к Красной планете в течение ближайших десятилетий. Даже Илон Маск надеется построить там колонию. Но если мы, даже в очень далекой перспективе, не сможем жить на таких мирах, как Уран, это совсем не значит, что мы не должны постараться лучше узнать эту большую и необычную ледяную планету.