Tidigare i veckan var NASA värd för ' Planetary Science Vision 2050 Workshop ” vid deras högkvarter i Washington, DC. Pågår från måndag till onsdag – 27 februari till 1 mars – syftet med denna workshop var att presentera NASA:s planer för framtiden för rymdutforskning för det internationella samfundet. Under de många presentationerna, talen och paneldiskussionerna delades många intressanta förslag.
Bland dem fanns två presentationer som beskrev NASA:s plan för utforskningen av Jupiters måne Europa och andra isiga månar. Under de kommande decennierna hoppas NASA skicka sonder till dessa månar för att undersöka haven som ligger under deras ytor, som många tror kan vara hem för utomjordiskt liv. Med uppdrag till solsystemets 'havvärldar' kan vi äntligen komma att upptäcka livet bortom jorden.
Det första av de två mötena ägde rum på morgonen måndagen den 27 februari och hade titeln ' Utforskningsvägar för Europa efter initiala in-situ-analyser för biosignaturer '. Under presentationen delade Kevin Peter Hand – biträdande chefsforskare för solsystemutforskning vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory – resultaten från en rapport som utarbetats av 2016 Europa Lander Science Definition Team .
Konstnärens återgivning av ett potentiellt framtida uppdrag att landa en robotsond på ytan av Jupiters måne Europa. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Denna rapport har utarbetats av NASA Planetary Science Division (PSD) som svar på ett kongressdirektiv om att påbörja en förfas A-studie för att bedöma det vetenskapliga värdet och den tekniska utformningen av ett Europa-landeruppdrag. Dessa studier, som är kända som SDT-rapporter (Science Definition Team), genomförs rutinmässigt långt innan uppdragen påbörjas för att få en förståelse för vilka typer av utmaningar det kommer att möta och vad resultatet kommer att bli.
Förutom att vara medordförande för Science Definition Team, fungerade Hand också som chef för projektets vetenskapsteam, som inkluderade medlemmar från JPL och California Institute of Technology (Caltech). Rapporten som han och hans kollegor utarbetade slutfördes och utfärdades till NASA den 7 februari 2017 , och beskrev flera mål för vetenskapliga studier.
Som påpekades under presentationen var dessa mål trefaldiga. Den första skulle innebära att söka efter biosignaturer och livstecken genom analyser av Europas yta och material nära under ytan. Den andra skulle vara att utföra in-situ-analyser för att karakterisera sammansättningen av icke-is nära underjordiskt material och bestämma närheten av flytande vatten och nyligen utbrutet material nära landarens plats.
Det tredje och sista målet skulle vara att karakterisera egenskaperna på ytan och under ytan och vilka dynamiska processer som är ansvariga för att forma dem, till stöd för framtida prospekteringsuppdrag. Som Hand förklarade är dessa mål nära sammanflätade:
'Om biosignaturer skulle finnas i ytmaterialet, skulle direkt tillgång till och utforskning av Europas hav och flytande vattenmiljöer vara ett högt prioriterat mål för den astrobiologiska undersökningen av vårt solsystem. Europas hav skulle hysa potentialen för studier av ett bevarat ekosystem, som troligen representerar ett andra, oberoende ursprung för liv i vårt eget solsystem. Efterföljande utforskning skulle kräva robotfordon och instrumentering som kan komma åt de beboeliga flytande vattenområdena i Europa för att möjliggöra studier av ekosystemet och organismerna.'
Konstnärens intryck av en hypotetisk havskryobot (en robot som kan penetrera vattenis) i Europa. Kredit: NASA
Med andra ord, om landeruppdraget upptäckte tecken på liv inom Europas istäcke och från material som har samlats upp underifrån av händelser som återuppstår, då skulle framtida uppdrag – mest troligt involverade robotubåtar – definitivt monteras. Rapporten säger också att alla fynd som tyder på liv skulle innebära att planetskydd skulle vara ett stort krav för varje framtida uppdrag, för att undvika risken för kontaminering.
Men naturligtvis medgav Hand också att det finns en chans att landaren inte hittar några tecken på liv. Om så är fallet, indikerade Hand att framtida uppdrag skulle få i uppdrag att få 'en bättre förståelse av den grundläggande geologiska och geofysiska processen på Europa, och hur de modulerar utbyte av material med Europas hav.' Å andra sidan hävdade han att till och med ett nollresultat (dvs inga tecken på liv någonstans) fortfarande skulle vara ett stort vetenskapligt fynd.
Ända sedan Att resa Sonder upptäckte först möjliga tecken på ett inre hav på Europa, forskare har drömt om den dag då ett uppdrag kan vara möjligt att utforska det inre av denna mystiska måne. Att kunna fastställa att liv inte existerar skulle inte vara mindre betydelsefullt än att hitta liv, eftersom båda skulle hjälpa oss att lära oss mer om livet i vårt solsystem.
Science Definition Teams rapport kommer också att bli föremål för ett stadshusmöte på 2017 Lunar and Planetary Science Conference (LPSC) – som kommer att äga rum från 20:e till 24:e mars i The Woodlands, Texas. Det andra evenemanget kommer att vara den 23 april kl Astrobiologi vetenskapskonferens (AbSciCon) hölls i Mesa, Arizona. Klicka här för att läsa hela rapporten.
Saturnus måne Enceladus är ett annat populärt resmål för föreslagna uppdrag eftersom den tros vara värd för utomjordiskt liv. Kredit: NASA/JPL/Space Science Institute
Den andra presentationen, med titeln ' Färdkartor till Ocean Worlds ” ägde rum senare på måndagen den 27 februari. Denna presentation hölls av medlemmar i the Färdkartor till Ocean Worlds (ROW), som leds av Dr. Amandra Hendrix – en senior forskare vid Planetary Science Institute i Tuscon, Arizona – och Dr. Terry Hurford, en forskningsassistent från NASA:s Direktoratet för vetenskap och prospektering (SED).
Som specialist på UV-spektroskopi av planetytor har Dr. Hendrix samarbetat med många NASA-uppdrag för att utforska iskalla kroppar i solsystemet – inklusive Galileo och Cassini sonder och Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Dr. Hurford, under tiden, är specialiserad på geologi och geofysik för isiga satelliter, såväl som effekterna av omloppsdynamik och tidvattenspänningar har på deras inre strukturer.
Grundades 2016 av NASA Outer Planets Assessment Group (OPAG), ROW fick i uppdrag att lägga grunden för ett uppdrag som kommer att utforska 'havsvärldar' i sökandet efter liv någon annanstans i solsystemet. Under loppet av presentationen lade Hendrix och Hurford ut resultaten från ROW-rapport , som slutfördes i januari 2017.
Som de säger i denna rapport, 'vi definierar en 'havvärld' som en kropp med ett flytande hav (inte nödvändigtvis globalt). Alla kroppar i vårt solsystem som troligtvis kan ha eller är kända för att ha ett hav kommer att betraktas som en del av detta dokument. Jorden är en välstuderad havsvärld som kan användas som referens ('grundsanning') och jämförelsepunkt.'
Dvärgplaneten Ceres visas i denna falska färgåtergivning, som framhäver skillnader i ytmaterial. Bilden är centrerad på Ceres ljusaste fläckar vid Occator-kratern. Kredit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Enligt denna definition, organ som Europa, Ganymedes, Callisto, och Enceladus skulle alla vara genomförbara mål för prospektering. Dessa världar är alla kända för att ha hav under ytan, och det har funnits övertygande bevis under de senaste decennierna som pekar mot närvaron av organiska molekyler och prebiotisk kemi där också. Triton , Pluto, Ceres och Dione nämns alla somkandidathavsvärldar baserat på vad vi vet om dem.
Titan fick också särskilt omnämnande under presentationen. Förutom att ha ett inre hav, har det till och med vågats att extremofila metanogena livsformer kan existera på dess yta:
'Även om Titan har ett stort hav under ytan, har det också ett rikligt utbud av ett brett utbud av organiska arter och ytvätskor, som är lättillgängliga och kan hysa mer exotiska former av liv. Dessutom kan Titan ha övergående flytande ytvatten såsom slagsmältningspooler och färska kryovulkaniska flöden i kontakt med både fasta och flytande organiska ytor. Dessa miljöer presenterar unika och viktiga platser för att undersöka prebiotisk kemi, och potentiellt de första stegen mot livet.'
I slutändan består ROW:s strävan efter livet på 'havsvärldar' av fyra huvudmål. Dessa inkluderar att identifiera havsvärldar i solsystemet, vilket skulle innebära att bestämma vilken av världarna och kandidatvärldarna som skulle vara väl lämpade att studera. Den andra är att karakterisera naturen hos dessa hav, vilket skulle innefatta att bestämma egenskaperna hos isskalet och det flytande havet, och vad som driver flytande rörelse i dem.
Konstnärens uppfattning av Titan Aerial Daughtercraft på Saturnus måne Titan. Kredit: NASA
Det tredje delmålet innebär att avgöra om dessa hav har den nödvändiga energin och prebiotisk kemi för att stödja liv. Och det fjärde och sista målet skulle vara att avgöra hur liv kan existera i dem – det vill säga om det tar formen av extremofila bakterier och små organismer, eller mer komplexa varelser. Hendrix och Hurford täckte också den typ av tekniska framsteg som kommer att behövas för att sådana uppdrag ska kunna hända.
Naturligtvis skulle varje sådant uppdrag kräva utveckling av kraftkällor och energilagringssystem som skulle vara lämpliga för kryogena miljöer. Det skulle också behövas autonoma system för exakt landning och teknik för flyg- eller landmobilitet. Planetskyddsteknik skulle vara nödvändig för att förhindra kontaminering, och elektroniska/mekaniska system som kan överleva i en havsvärldsmiljö också,
Även om dessa presentationer bara är förslag på vad som kan hända under de kommande decennierna, är de fortfarande spännande att höra om. Om inte annat visar de hur NASA och andra rymdorganisationer aktivt samarbetar med vetenskapliga institutioner runt om i världen för att tänja på gränserna för kunskap och utforskning. Och under de kommande decennierna hoppas de kunna göra några betydande steg.
Om allt går bra, och prospekteringsuppdrag till Europa och andra isiga månar tillåts fortsätta, kan fördelarna vara omätliga. Förutom möjligheten att hitta liv bortom jorden, kommer vi att lära oss mycket om vårt solsystem och utan tvekan lära oss något mer om mänsklighetens plats i kosmos.