NASAs planlægger at udforske Europa og andre havverdener

Tidligere på ugen, NASA var vært for "Planetary Science Vision 2050 Workshop" på deres hovedkvarter i Washington, DC. Kører fra mandag til onsdag - 27. februar til 1. marts - formålet med denne workshop var at præsentere NASA's planer for fremtiden for rumforskning for det internationale samfund. I løbet af de mange oplæg, taler og paneldebatter, mange interessante forslag blev delt.

Blandt dem var to præsentationer, der skitserede NASAs plan for udforskning af Jupiters måne Europa og andre iskolde måner. I de kommende årtier, NASA håber at sende sonder til disse måner for at undersøge de oceaner, der ligger under deres overflader, som mange mener kunne være hjemsted for udenjordisk liv. Med missioner til "havets verdener" i solsystemet, vi kan endelig komme til at opdage liv ud over Jorden.

Det første af de to møder fandt sted om morgenen mandag, 27. februar, og fik titlen "Exploration Pathways for Europa after initial In-Situ Analyzes for Biosignatures". I løbet af præsentationen, Kevin Peter Hand - vicechefforsker for efterforskning af solsystemet på NASAs Jet Propulsion Laboratory - delte resultater fra en rapport udarbejdet af 2016 Europa Lander Science Definition Team.

Denne rapport blev udarbejdet af NASAs Planetary Science Division (PSD) som svar på et kongresdirektiv om at starte en fase A-undersøgelse for at vurdere den videnskabelige værdi og det tekniske design af en Europa lander-mission. Disse undersøgelser, som er kendt som Science Definition Team (SDT) -rapporter, udføres rutinemæssigt længe før missioner er monteret for at få en forståelse af de typer udfordringer, det vil stå over for, og hvad udbetalingen bliver.

Ud over at være medformand for Science Definition Team, Hand fungerede også som leder af projektvidenskabsteamet, som omfattede medlemmer fra JPL og California Institute of Technology (Caltech). Den rapport, han og hans kolleger udarbejdede, blev færdiggjort og udsendt til NASA den 7. februar, 2017, og skitserede flere mål for videnskabelig undersøgelse.

Som det blev angivet i løbet af præsentationen, disse mål var tredobbelte. Den første ville indebære søgning efter biosignaturer og livstegn gennem analyser af Europas overflade og nær undergrundsmateriale. Den anden ville være at foretage in-situ analyser for at karakterisere sammensætningen af ​​ikke-is nær-underjordisk materiale, og bestemme nærheden af ​​flydende vand og nyligt udbrudt materiale nær landerens placering.

Det tredje og sidste mål ville være at karakterisere overflade- og undergrundens egenskaber, og hvilke dynamiske processer der er ansvarlige for at forme dem, til støtte for fremtidige efterforskningsmissioner. Som Hand forklarede, disse mål hænger tæt sammen:

"Fandt man biosignaturer i overfladematerialet, direkte adgang til, og udforskning af, Europas hav- og flydende vandmiljøer ville være et højt prioriteret mål for den astrobiologiske undersøgelse af vores solsystem. Europas hav ville rumme potentialet for undersøgelse af et eksisterende økosystem, sandsynligvis repræsenterer et sekund, uafhængig oprindelse af liv i vores eget solsystem. Efterfølgende efterforskning ville kræve robotkøretøjer og instrumentering, der har adgang til de beboelige flydende vandområder i Europa for at muliggøre undersøgelse af økosystemet og organismer. "

Med andre ord, hvis landingsmissionen opdagede tegn på liv inden for Europas iskappe, og fra materiale, der er væltet nedefra af genopståede begivenheder, så ville fremtidige missioner - sandsynligvis involverende robot ubåde - helt sikkert blive monteret. Rapporten siger også, at alle fund, der er tegn på liv, ville betyde, at planetarisk beskyttelse ville være et stort krav for enhver fremtidig mission, for at undgå kontaminering.

Men selvfølgelig, Hand indrømmede også, at der er en chance for, at landeren ikke finder tegn på liv. Hvis så, Hand angav, at fremtidige missioner ville have til opgave at få "en bedre forståelse af den grundlæggende geologiske og geofysiske proces i Europa, og hvordan de modulerer udveksling af materiale med Europas hav. "På den anden side, han hævdede, at selv et null-resultat (dvs. ingen tegn på liv nogen steder) stadig ville være et stort videnskabeligt fund.

Lige siden Voyager -sonderne først opdagede mulige tegn på et indre hav på Europa, forskere har drømt om den dag, hvor en mission måske ville være mulig at udforske det indre af denne mystiske måne. For at kunne fastslå, at der ikke eksisterer liv, kunne der ikke mindre være vigtigt at finde liv, ved at begge ville hjælpe os med at lære mere om livet i vores solsystem.

Science Definition Teams rapport vil også være genstand for et rådmøde på Lunar and Planetary Science Conference 2017 (LPSC) - som finder sted fra 20. til 24. marts i The Woodlands, Texas. Den anden begivenhed vil være den 23. april på Astrobiology Science Conference (AbSciCon) afholdt i Mesa, Arizona. Klik her for at læse hele rapporten.

Den anden præsentation, med titlen "Roadmaps to Ocean Worlds" fandt sted senere mandag, 27. februar. Denne præsentation blev fremlagt af medlemmer af teamet Roadmaps to Ocean Worlds (ROW), som ledes af Dr. Amandra Hendrix - seniorforsker ved Planetary Science Institute i Tuscon, Arizona - og Dr. Terry Hurford, en forskningsassistent fra NASA's Science and Exploration Directorate (SED).

Som specialist i UV -spektroskopi af planetariske overflader, Dr. Hendrix har samarbejdet med mange NASA -missioner for at udforske iskolde kroppe i solsystemet - herunder Galileo- og Cassini -sonderne og Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Dr. Hurford, imens, har specialiseret sig i geologi og geofysik af iskolde satellitter, samt virkningerne af orbital dynamik og tidevandsbelastninger på deres indre strukturer.

Grundlagt i 2016 af NASA's Outer Planets Assessment Group (OPAG), ROW fik til opgave at lægge grunden til en mission, der vil udforske "havverdener" i søgen efter liv andre steder i solsystemet. I løbet af præsentationen, Hendrix og Hurford fremlagde resultaterne fra ROW -rapporten, som blev afsluttet i januar 2017.

Som de anfører i denne rapport, "vi definerer en 'oceanverden' som en krop med et nuværende flydende hav (ikke nødvendigvis globalt). Alle kroppe i vores solsystem, der sandsynligvis kan have eller vides at have et hav, vil blive betragtet som en del af dette dokument. Jorden er en velstuderet havverden, der kan bruges som reference ("grundsandhed") og sammenligningspunkt. "

Ved denne definition, kroppe som Europa, Ganymedes, Callisto, og Enceladus ville alle være levedygtige mål for efterforskning. Disse verdener er alle kendt for at have oceaner under jorden, og der har været overbevisende beviser i de sidste par årtier, der også peger mod tilstedeværelsen af ​​organiske molekyler og præbiotisk kemi. Triton, Pluto, Ceres og Dione er alle nævnt som kandidathavsverdener baseret på, hvad vi ved om dem.

Titan modtog også særlig omtale i løbet af præsentationen. Udover at have et indre hav, det er endda blevet ventet på, at ekstremofile metanogene livsformer kunne eksistere på overfladen:

"Selvom Titan besidder et stort hav under overfladen, det har også en rigelig forsyning af en bred vifte af organiske arter og overfladevæsker, som er let tilgængelige og kunne rumme mere eksotiske livsformer. Desuden, Titan kan have forbigående overfladisk flydende vand, såsom slagtsmeltebassiner og friske kryovolkaniske strømme i kontakt med både fast og flydende overfladeorganisk. Disse miljøer præsenterer unikke og vigtige steder til undersøgelse af præbiotisk kemi, og potentielt, de første skridt mod livet. "

Ultimativt, ROW's jagt på livet på "havverdener" består af fire hovedmål. Disse omfatter at identificere havverdener i solsystemet, hvilket ville betyde at bestemme hvilken af ​​verdener og kandidatverdener der ville være velegnede til at studere. Det andet er at karakterisere disse oceaners natur, som vil omfatte bestemmelse af egenskaberne af isskallen og det flydende hav, og hvad der driver væskebevægelse i dem.

Det tredje delmål indebærer at afgøre, om disse oceaner har den nødvendige energi og præbiotiske kemi til at understøtte livet. Og det fjerde og sidste mål ville være at bestemme, hvordan der kan eksistere liv i dem - dvs. om det har form af ekstremofile bakterier og små organismer, eller mere komplekse væsner. Hendrix og Hurford dækkede også den slags teknologiske fremskridt, der vil være nødvendige for at sådanne missioner kan ske.

Naturligt, enhver sådan mission ville kræve udvikling af strømkilder og energilagringssystemer, der ville være egnede til kryogene miljøer. Autonome systemer til præcis landing og teknologier til mobilitet i luften eller landede ville også være nødvendige. Planetariske beskyttelsesteknologier ville være nødvendige for at forhindre kontaminering, og elektroniske/mekaniske systemer, der også kan overleve i et havmiljø,

Selvom disse præsentationer blot er forslag til, hvad der kan ske i de kommende årtier, de er stadig spændende at høre om. Om ikke andet, de viser, hvordan NASA og andre rumorganisationer aktivt samarbejder med videnskabelige institutioner rundt om i verden for at skubbe grænserne for viden og udforskning. Og i de kommende årtier, de håber at gøre nogle betydelige spring.

Hvis alt går godt, og efterforskningsmissioner til Europa og andre iskolde måner får lov til at gå fremad, fordelene kan være umådelige. Ud over muligheden for at finde liv ud over Jorden, vi kommer til at lære meget om vores solsystem, og uden tvivl lære noget mere om menneskehedens plads i kosmos.