почему астрономы древности не знали о существовании огромных планет - Урана и Нептуна, хотя гораздо более маленькие - Меркурий и Марс были им хорошо известны

Добавлю несколько цифр. Уран находится в 38 раз дальше от Земли, чем Марс, а Нептун-в 60 раз. При таких расстояниях размеры уже не так заметны.

они были не заметны для астрономов