• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • NASA planerar att utforska Europa och andra havsvärldar

    Den fascinerande ytan på Jupiters iskalla måne Europa skymtar stort i denna nyligen omarbetade färgvy, gjorda av bilder tagna av NASA:s rymdfarkost Galileo i slutet av 1990-talet. Detta är färgvyn av Europa från Galileo som visar den största delen av månens yta med högsta upplösning. Kredit:NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

    Tidigare i veckan, NASA var värd för "Planetary Science Vision 2050 Workshop" vid deras huvudkontor 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, tal och paneldiskussioner, många intressanta förslag delades.

    Bland dem fanns två presentationer som beskrev NASA:s plan för utforskningen av Jupiters måne Europa och andra isiga månar. Under de kommande decennierna, NASA hoppas kunna 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", vi kan äntligen komma att upptäcka livet bortom jorden.

    Det första av de två mötena ägde rum på måndagsmorgonen, 27 februari, och fick titeln "Exploration Pathways for Europa after initial In-Situ Analyses for Biosignatures". Under presentationen, Kevin Peter Hand – biträdande chefsforskare för utforskning av solsystem vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory – delade resultaten från en rapport som utarbetats av Europa Lander Science Definition Team 2016.

    Denna rapport utarbetades av NASA:s Planetary Science Division (PSD) som svar på ett kongressdirektiv om att påbörja en pre-fas A-studie för att bedöma det vetenskapliga värdet och den tekniska designen av ett Europa-landeruppdrag. Dessa studier, som är kända som Science Definition Team (SDT)-rapporter, utförs rutinmässigt långt innan uppdragen påbörjas för att få en förståelse för vilka typer av utmaningar det kommer att möta, och vad utdelningen blir.

    Förutom att vara medordförande i Science Definition Team, Hand fungerade 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 framgick under presentationen, dessa mål var 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 till flytande vatten och nyligen utbrutet material nära landarens plats.

    Konstnärens återgivning av ett potentiellt framtida uppdrag att landa en robotsond på ytan av Jupiters måne Europa. Kredit:NASA/JPL-Caltech

    Det tredje och sista målet skulle vara att karakterisera yt- och underytans egenskaper och vilka dynamiska processer som är ansvariga för att forma dem, till stöd för framtida prospekteringsuppdrag. Som Hand förklarade, dessa mål är nära sammanflätade:

    "Fick man hitta biosignaturer i ytmaterialet, direkt tillgång till, och utforskning av, Europas havs- och flytande vattenmiljöer skulle vara ett högprioriterat mål för den astrobiologiska undersökningen av vårt solsystem. Europas hav skulle hysa potentialen för studier av ett bevarat ekosystem, representerar troligen en sekund, självständigt ursprung till livet 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."

    Med andra ord, om landeruppdraget upptäckte tecken på liv inom Europas inlandsis, och från material som samlats upp underifrån av händelser som återuppstår, då skulle framtida uppdrag – med största sannolikhet involverande robotubåtar – definitivt monteras. Rapporten säger också att alla fynd som tyder på liv skulle innebära att planetskydd skulle vara ett stort krav för alla framtida uppdrag, för att undvika risken för kontaminering.

    Men självklart, Hand medgav också att det finns en chans att landaren inte hittar några tecken på liv. Om så är fallet, Hand antydde att framtida uppdrag skulle få i uppdrag att få "en bättre förståelse av den grundläggande geologiska och geofysiska processen i Europa, och hur de modulerar utbyte av material med Europas hav." Å andra sidan, han hävdade att till och med ett nollresultat (d.v.s. inga tecken på liv någonstans) fortfarande skulle vara ett stort vetenskapligt fynd.

    Ända sedan Voyager-sonderna först upptäckte möjliga tecken på ett inre hav på Europa, Forskare har drömt om dagen då ett uppdrag kan vara möjligt att utforska det inre av denna mystiska måne. För att kunna fastställa att liv inte existerar skulle det inte vara mindre viktigt än att hitta liv, i att båda skulle hjälpa oss att lära oss mer om livet i vårt solsystem.

    Science Definition Teams rapport kommer också att vara föremål för ett stadshusmöte på 2017 Lunar and Planetary Science Conference (LPSC) – som kommer att äga rum 20-24 mars i The Woodlands, Texas. Det andra evenemanget kommer att vara den 23 april på Astrobiology Science Conference (AbSciCon) som hålls i Mesa, Arizona. Klicka här för att läsa hela rapporten.

    Konstnärens intryck av en hypotetisk havskryobot (en robot som kan penetrera vattenis) i Europa. Kredit:NASA

    Den andra presentationen, med titeln "Roadmaps to Ocean Worlds" ägde rum senare på måndagen, 27 februari. Den här presentationen hölls av medlemmar i teamet Roadmaps to Ocean Worlds (ROW), som leds av Dr. Amandra Hendrix – en senior vetenskapsman vid Planetary Science Institute i Tuscon, Arizona – och Dr. Terry Hurford, en forskningsassistent från NASA:s Science and Exploration Directorate (SED).

    Som specialist på UV-spektroskopi av planetytor, Dr. Hendrix har samarbetat med många NASA-uppdrag för att utforska iskalla kroppar i solsystemet – inklusive Galileo- och Cassini-sonderna och Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Dr Hurford, under tiden, specialiserat på geologi och geofysik för isiga satelliter, såväl som effekterna av omloppsdynamik och tidvattenspänningar på deras inre strukturer.

    Grundades 2016 av NASA:s Outer Planets Assessment Group (OPAG), ROW fick i uppdrag att lägga grunden för ett uppdrag som ska utforska "havsvärldar" i sökandet efter liv någon annanstans i solsystemet. Under presentationens gång, Hendrix och Hurford presenterade resultaten från ROW-rapporten, 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 ("ground truth") och jämförelsepunkt."

    Enligt denna definition, kroppar som Europa, Ganymedes, Callisto, och Enceladus skulle alla vara livskraftiga 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 som kandidater för havsvärldar baserat på vad vi vet om dem.

    Titan fick också särskilt omnämnande under presentationen. Förutom att ha ett inre hav, det har till och med vågats att extremofila metanogena livsformer kan existera på dess yta:

    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

    "Även om Titan har ett stort hav under ytan, den har också ett rikligt utbud av ett brett utbud av organiska arter och ytvätskor, som är lättillgängliga och kan hysa mer exotiska livsformer. Vidare, Titan kan ha övergående flytande ytvatten som slagsmältpooler 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 sista hand, ROW:s strävan efter livet på "havsvärldar" består 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.

    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, varje sådant uppdrag skulle 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 också kan överleva i en havsmiljö,

    Även om dessa presentationer bara är förslag på vad som kan hända under de kommande decennierna, de är fortfarande spännande att höra om. Om inget annat, de visar 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, de hoppas kunna göra några betydande språng.

    Om allt går bra, och utforskningsuppdrag till Europa och andra isiga månar tillåts fortsätta, fördelarna kan vara omätbara. Förutom möjligheten att hitta liv bortom jorden, vi kommer att lära oss mycket om vårt solsystem, och utan tvekan lära sig något mer om mänsklighetens plats i kosmos.


    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com