En fräsch, isig skorpa döljer ett djupt, gåtfullt hav. Vattenplymer spricker genom sprickor i isen och skjuter ut i rymden. En oförskräckt landare samlar in prover och analyserar dem efter antydan till liv.
ESA har börjat förvandla den här scenen till verklighet och utformat ett uppdrag för att undersöka en havsvärld runt antingen Jupiter eller Saturnus. Men vilken måne ska vi välja? Vad ska uppdraget göra exakt? Ett team av expertforskare har levererat sina resultat.
Uppdraget skulle följa Juice, LISA och NewAthena som det första "storklassiga" uppdraget i Voyage 2050, ESA:s långsiktiga plan för rymdforskningsaktiviteter. Dess övergripande tema – "månar av de gigantiska solsystemplaneterna" – valdes tillbaka 2021. För att översätta detta tema till mer konkreta uppdragskoncept valde ESA ut en kommitté av främsta planetforskare för att slå samman sin kunskap och expertis.
Deras uppgift? Att analysera de vetenskapliga fördelarna med att besöka olika månar av Jupiter eller Saturnus, och hjälpa ESA att kartlägga vägar mot innovativa tekniska lösningar som skulle göra ett sådant uppdrag möjligt.
Vetenskapliga prioriteringar fastställdes som en del av Voyage 2050-rekommendationerna:Uppdraget bör fokusera på en havsvärlds beboelighet genom att undersöka kopplingarna mellan dess inre och dess omgivningar, samt söka efter tecken på tidigare eller nuvarande liv, och försöka identifiera livsmöjliggörande kemi vid ytan.
"De uppdragskoncept som vi har rekommenderat skulle ge en enorm vetenskaplig avkastning, driva vår kunskap framåt och skulle vara grundläggande för framgångsrik upptäckt av biosignaturer på isiga månar", säger Dr. Zita Martins, astrobiolog vid Instituto Superior Técnico, som var ordförande för teamet av planetforskare.
"Jag är mycket glad över att ha varit en del av den här processen, att se första hand de tidiga stegen som potentiellt kommer att leda till undersökningen av månarna på jätteplaneterna av ESA. Sökandet efter beboeliga förhållanden och efter signaturer av liv i solen systemet är utmanande ur vetenskap och teknik, men väldigt spännande!"
Naturligtvis måste stora drömmar alltid hållas inom gränserna för vad som är tekniskt genomförbart och ekonomiskt överkomligt. När Dr. Martins team fokuserade på vetenskapen, analyserade team av ingenjörer inom ESA:s Concurrent Design Facility (CDF) vilken typ av uppdrag som skulle vara realistiskt med tanke på den teknik vi förväntar oss att utvecklas inom de kommande två decennierna.
"Vi beställde tre CDF-studier fokuserade på de mest lovande månarna:Jupiters Europa och Saturnus Enceladus och Titan", utvecklar Dr. Frederic Safa, chef för ESA:s avdelning för framtida uppdrag. "Forskarteamet arbetade nära med CDF-ingenjörerna om målen för varje studie. Resultaten hjälpte till att fastställa vad som kan göras med de resurser som vi kommer att ha under 2040-talet."
Med sikte på transformationsvetenskap, med tanke på egenskaperna hos varje måne och framtida planerade uppdrag till Jupiter och Saturnus havsvärldar, identifierade forskarna Saturnus måne Enceladus som det mest övertygande målet, följt av Saturnus måne Titan och sedan Jupiters måne Europa.
Ingen rymdorganisation har någonsin landat på lilla Enceladus. Och ändå har den en enorm potential för ny vetenskap, särskilt inom området för beboelighet. Det är allmänt accepterat att det finns tre förutsättningar för en "beboelig miljö" för att potentiellt stödja livet som vi känner det:närvaron av flytande vatten, en energikälla och en specifik uppsättning kemiska element.
Enceladus markerar alla tre rutorna. Plymerna som spyr genom dess isiga skorpa är rika på organiska föreningar, av vilka några är nyckeln till livet. Havet tycks också innehålla en kraftfull källa till kemisk energi som kan driva levande organismer.
Effekten av ett sådant uppdrag kan bli enorm. Det skulle erbjuda Europa – än en gång – ett unikt framsäte inom solsystemsvetenskap. "En undersökning av tecken på tidigare eller nuvarande liv runt Saturnus har aldrig uppnåtts tidigare. Det skulle garantera ESA ledarskap inom planetvetenskap i decennier framöver", säger ESA:s vetenskapschef, prof. Carole Mundell.
Byggt på ESA:s Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) och NASA/ESA/ASI Cassini-Huygens uppdrag att besöka Saturnus och landa på Titan, skulle detta nya uppdrag bära nästa generations instrumentering som kan avslöja ofattbara hemligheter i en havsvärld som Enceladus . ESA skulle kunna starta ett sådant uppdrag i början av 2040-talet med Ariane 6, som anländer till sin destination omkring ett decennium senare. I stil med Juice och Cassini-Huygens skulle uppdraget – om det riktas mot Enceladus eller Titan – kunna utföra en fantastisk turné i Saturnussystemet, innefattande förbiflygningar av andra förbryllande månar, innan en storslutande närbildsundersökning av det valda målet .
För att avsevärt främja europeiska ambitioner inom planetvetenskap, bedömde teamet att det nya uppdraget måste samla ett prov av havsvärlden, antingen med hjälp av en landare eller genom att flyga nära ytan för att sopa upp material som kastas ut av plymer. Ett uppdrag till Enceladus skulle landa vid månens tunnskorpa sydpol för att samla ut havsmaterial, medan ett uppdrag till Titan borde fokusera på sjösediment. I båda fallen skulle ett laboratorium ombord utrustat med miniatyriserade och mycket känsliga instrument avslöja det insamlade materialets biokemiska hemligheter.
Liksom Juice och Cassini-Huygens kommer vårt uppdrag till "månarna på de gigantiska solsystemplaneterna" att engagera Europas främsta ingenjörs- och industrikapacitet för att klara av enorma utmaningar, inklusive begränsad solenergi, väldigt varierande temperaturer och kommunikation över stora avstånd. ESA övervinner redan liknande utmaningar med Juice.
Det nya uppdraget kommer att stärka europeiska kompetenser inom många vetenskapliga och tekniska områden, inklusive montering i omloppsbana, drift i extrema miljöer, landningsteknik och ny vetenskaplig instrumentering. Alla dessa revolutionerande teknologier kommer att ha ett brett utbud av tillämpningar, långt utöver ESA:s rymdvetenskapsprogram.
Tillhandahålls av Europeiska rymdorganisationen
