Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Astronomi

Saturns måne Enceladus topmål for ESA

En global infrarød mosaik af Saturns måne Enceladus skabt ved hjælp af et komplet datasæt fra Cassini-rumfartøjet har afsløret nye detaljer på månens overflade. Kredit:NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/LPG/CNRS/University of Nantes/Space Science Institute

En frisk, iskold skorpe skjuler et dybt, gådefuldt hav. Vandfaner sprænger gennem sprækker i isen og skyder ud i rummet. En frygtløs lander samler prøver og analyserer dem for antydninger af liv.



ESA er begyndt at gøre denne scene til en realitet ved at udtænke en mission for at undersøge en havverden omkring enten Jupiter eller Saturn. Men hvilken måne skal vi vælge? Hvad skal missionen helt præcist gøre? Et team af ekspertforskere har leveret deres resultater.

Missionen ville følge Juice, LISA og NewAthena som den første "storklasse" mission i Voyage 2050, ESA's langsigtede plan for rumvidenskabelige aktiviteter. Dets overordnede tema - "måner af de gigantiske solsystemplaneter" - blev valgt tilbage i 2021. For at omsætte dette tema til mere konkrete missionskoncepter udvalgte ESA en komité af topplanetforskere til at samle deres viden og ekspertise.

Deres opgave? At analysere de videnskabelige fordele ved at besøge forskellige Jupiters eller Saturns måner og hjælpe ESA med at kortlægge veje mod innovative tekniske løsninger, der ville gøre en sådan mission mulig.

Videnskabelige prioriteter blev fastsat som en del af Voyage 2050-anbefalingerne:Missionen bør fokusere på beboeligheden af ​​en havverden ved at undersøge forbindelserne mellem dens indre og dens omgivelser, samt søge efter tegn på tidligere eller nuværende liv og søge at identificere livsformig kemi ved overfladen.

"De missionskoncepter, som vi har anbefalet, ville give et enormt videnskabeligt udbytte, drive vores viden videre og ville være grundlæggende for succesfuld påvisning af biosignaturer på iskolde måner," siger Dr. Zita Martins, astrobiolog ved Instituto Superior Técnico, som var formand for holdet. af planetariske videnskabsmænd.

"Jeg er meget glad for at have været en del af denne proces, idet jeg på første hånd ser de tidlige skridt, der potentielt vil føre til ESA's undersøgelse af månerne på de gigantiske planeter. Søgen efter beboelige forhold og efter signaturer af liv i solen. systemet er udfordrende fra et videnskabeligt og teknologisk synspunkt, men meget spændende!"

Ambitiøs, men opnåelig. Altid.

Selvfølgelig skal store drømme altid holdes inden for grænserne af, hvad der er teknisk muligt og økonomisk overkommeligt. Da Dr. Martins team fokuserede på videnskaben, analyserede teams af ingeniører i ESA's Concurrent Design Facility (CDF), hvilken slags mission der ville være realistisk i betragtning af de teknologier, vi forventer at blive udviklet inden for de næste to årtier.

"Vi bestilte tre CDF-studier med fokus på de mest lovende måner:Jupiters Europa og Saturns Enceladus og Titan," uddyber Dr. Frederic Safa, leder af ESA's Future Missions-afdeling. "Forskerholdet arbejdede tæt sammen med CDF-ingeniørerne om målene for hver undersøgelse. Resultaterne hjalp med at fastlægge, hvad der kan gøres med de ressourcer, vi vil have i 2040'erne."

Hvordan vand kan opvarmes inde i Saturns måne Enceladus. Kredit:NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute; interiør:LPG-CNRS/U. Nantes/U. Vrede. Grafisk sammensætning:ESA

Forskerne sigtede mod transformationsvidenskab under hensyntagen til hver enkelt månes egenskaber og fremtidige planlagte missioner til Jupiter og Saturns havverdener, og forskerne identificerede Saturns måne Enceladus som det mest overbevisende mål, efterfulgt af Saturns måne Titan og derefter Jupiters måne Europa.

Intet rumagentur er nogensinde landet på lille Enceladus. Og alligevel har det et enormt potentiale for ny videnskab, især på området for beboelighed. Det er generelt accepteret, at der er tre betingelser for, at et 'beboeligt miljø' potentielt kan understøtte livet, som vi kender det:tilstedeværelsen af ​​flydende vand, en energikilde og et specifikt sæt kemiske elementer.

Enceladus markerer alle tre felter. De faner, der spyr gennem dens iskolde skorpe, er rige på organiske forbindelser, hvoraf nogle er nøglen til livet. Havet ser også ud til at rumme en stærk kilde til kemisk energi, der kan give næring til levende organismer.

Virkningen af ​​en sådan mission kan være enorm. Den ville tilbyde Europa – endnu en gang – et unikt forsæde inden for solsystemvidenskab. "En undersøgelse af tegn på tidligere eller nuværende liv omkring Saturn er aldrig blevet opnået før. Det ville garantere ESA lederskab inden for planetarisk videnskab i de kommende årtier," siger ESA's videnskabsdirektør, prof. Carole Mundell.

Stå på skuldrene af giganter

Med udgangspunkt i ESA's Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) og NASA/ESA/ASI Cassini-Huygens-missionen for at besøge Saturn og lande på Titan, vil denne nye mission bære næste generations instrumentering, der er i stand til at afsløre uanede hemmeligheder i en havverden som Enceladus . ESA kunne lancere en sådan mission i begyndelsen af ​​2040'erne med Ariane 6, der ankommer til sin destination omkring et årti senere. I stil med Juice og Cassini-Huygens kunne missionen – hvis den er rettet mod Enceladus eller Titan – udføre en fantastisk tur i Saturn-systemet, der omfatter forbiflyvninger af andre forvirrende måner, før en grand-finale nærbillede undersøgelse af det valgte mål .

For at fremme europæiske ambitioner inden for planetarisk videnskab markant, vurderede holdet, at den nye mission skal indsamle en prøve af oceanverdenen, enten ved hjælp af en lander eller ved at flyve tæt på overfladen for at feje materiale op, som skydes ud af faner. En mission til Enceladus ville lande ved månens tyndskorpede sydpol for at indsamle udslynget havmateriale, mens en mission til Titan skulle fokusere på søsedimenter. I begge tilfælde ville et laboratorium om bord udstyret med miniaturiserede og meget følsomme instrumenter afsløre de biokemiske hemmeligheder bag det indsamlede materiale.

Ligesom Juice og Cassini-Huygens vil vores mission til "månerne af de gigantiske solsystemplaneter" engagere Europas førende ingeniør- og industrikapaciteter til at klare enorme udfordringer, herunder begrænset solenergi, vildt varierende temperaturer og kommunikation over enorme afstande. ESA er allerede ved at overvinde lignende udfordringer med Juice.

Den nye mission vil styrke europæiske kompetencer inden for mange videnskabelige og teknologiske områder, herunder samling i kredsløb, drift i ekstreme miljøer, landingsteknologier og ny videnskabelig instrumentering. Alle disse revolutionerende teknologier vil have en bred vifte af anvendelser, langt ud over ESA's rumvidenskabsprogram.

Leveret af European Space Agency




Varme artikler