Lähes kolme vuotta NASAn Dawn-operaation saapumisesta Ceresiin, avaruusaluksen polttoaine on loppunut. Onko aika alkaa miettiä uuden tehtävän lähettämistä kääpiöplaneettalle?
467 miljoonan dollarin Dawn-avaruusalusta, joka käynnistettiin vuonna 2007 matkalla tutkimaan asteroidihihnan kahta suurinta esinettä, Vesta ja Ceres. Tutkittuaan asteroidi Vestaa kiertoradalta noin vuoden, se siirtyi Ceresiin, aurinkokunnan pienimpiin kääpiöplaneetoihin ja suurimpaan asteroidihihnassa kiertävään avaruuskivimeen.
Ceresin kiertoradalla Dawn huomasi, että kääpiöplaneetta urheilee satoja outoja kirkkaita kohtia, sisältää runsaasti vesijäätä ja sen pinnalla on orgaanisia molekyylejä (elämän perusrakenteita). Operaation loppuun mennessä tutkijoille oli kuitenkin vielä jätetty joitain suuria kysymyksiä Ceresistä ja siitä, mitä se voi opettaa meille maapallon ulkopuolella olevista elämän mahdollisuuksista - kysymyksiin, joihin voitiin vastata seuraavalla matkalla pintaan. [Valokuvat: Asteroid Vesta ja NASA: n Dawn-avaruusalus]
"Luulen, että sellaiset kysymykset, jotka meille jäävät, vaativat todennäköisesti laskeutumisen pintaan, koska kiertoradalta voi vain kertoa niin paljon", Paul Schenk, Dawnin tehtävään osallistuva tutkija yliopistojen avaruudessa Tutkimusyhdistys Houstonissa sijaitsevassa Lunar and Planetary Institutessa, kertoi Space.com: lle.
Tarkemmin sanottuna Schenk sanoi haluavansa lähettää lähetystyön tutkimaan Occator-kraatteria, joka on 57 mailin leveä (92 km) kraatteri, joka sisältää Cerenin suurimmista ja kirkkaimmista kohteista. Kuten muutkin Ceresin kirkkaat täplät, Occator-kraatteri sisältää suolaisia kerrostumia, jotka jäivät taakse, kun rakeista vettä suihkutettiin maasta ja jäätyi sitten pinnalle. Tämä Dawn-operaation löytö paljasti, että Ceresin sisätilat ovat lämpimämpiä kuin tutkijat aiemmin ajattelivat. Occator-kraatterin tapauksessa viimeaikainen vaikutus oli todennäköisesti kyseisen lämmön lähde, Schenk sanoi.
Yleisin mineraali Occator-kraatterissa on natriumkarbonaatti, jota sattuu esiintymään myös maapallon paikoissa, jotka osoittavat hydrotermistä aktiivisuutta - paikoissa kuten Yellowstonen kansallispuistossa ", joissa tietyn tyyppiset bakteerit tiedetään menestyvän", Schenk sanoi. Hän sanoi kuitenkin, että on "melko epätodennäköistä", että mikrobien elämä on olemassa Ceresissä, koska iskuista syntyvä lämpö ei kestä tarpeeksi kauan elämän kehittymiseksi. "Vaikutus tuottaa tarpeeksi lämpöä jään sulattamiseksi ja pohjavesien luomiseksi, jotka voivat kiertää keskialueella", hän sanoi, mutta "lämpövyöhyke supistuu, kunnes vesi menee pois ja jäätyy" kymmenien tuhansien kuluessa. muutaman miljoonan vuoden päähän. Täällä maan päällä varhaisimmat elämän muodot syntyivät 700 miljoonaa vuotta maan muodostumisen jälkeen.
Riippumatta siitä, kykeneekö Ceres elämää ylläpitämään - mahdollisuutta, jota tutkijat eivät ole vielä sulkeneet pois tai vahvistaneet - kääpiö planeetalla havaitut hydrotermiset prosessit voisivat auttaa tutkijoita ymmärtämään samanlaisia prosesseja muissa aurinkokunnan elimissä, kuten Jupiterin kuu Europa tai Saturnuksen kuu Enceladus - kaksi tärkeintä kilpailijaa mahdollisen elämän järjestämiseksi maan ulkopuolella. Marsilla kuivuneita hydrotermisiä tuuletusaukkoja muistuttavat ominaisuudet olisivat voineet myös ylläpitää elämää joskus planeetan historiassa. Samoin kuin bakteerit, jotka elävät syvänmeren hydrotermisissä tuuletusaukkoissa maan päällä, organismit, jotka elävät samanlaisissa geologisissa piirteissä muualla maailmassa, eivät tarvitse auringonvaloa selviytyäkseen. Sen sijaan he luottaisivat geotermiseen energiaan, kuten hydrotermiset tuuletusaukot ja levytektoniikka.
Ceresin tapauksessa osuma muiden suurten avaruuskivien kanssa näyttää olevan sen geotermisen energian lähde. "Hydrotermiset reaktiot veden kanssa tuovat selvästi mineraaleja pinnalle", Schenk sanoi. "Ymmärtääksesi, miten prosessi toimii muilla planeetoilla, mukaan lukien Mars, palaamalla takaisin ja ymmärtäen, että kemia ja että fysiikka - fysikaalinen prosessi, mitä todella tapahtuu, kuinka pinnalle toimitetut materiaalit ja mitkä reaktiot tapahtuvat - ovat tulee olemaan tärkeä hydrotermisten prosessien ymmärtämiseksi koko aurinkokunnassa. Meillä on paljon tätä tietoa täällä maan päällä, mutta maankuoren kemia on hyvin erilainen kuin Ceresissä. "
Lasku ja kiertäminen Ceresillä
Koska Occator-kraatterilla on joitain houkuttavia vihjeitä elämän välttämättömyydestä muissa maailmoissa, tutkijat toivovat lähettävänsä maa-alueen tutkimaan edelleen Ceresin kiehtovinta ominaisuutta, Schenk sanoi. Ihannetapauksessa kaikkiin tuleviin operaatioihin osallistuisi pieni rover, kuten ne, jotka laskeutuivat asteroidiin Ryugu syyskuussa.
"Sen olisi kyettävä ottamaan joitain instrumentteja, jotka voivat kertoa sinulle joitain diagnostisia tietoja koostumuksesta, joten sen olisi selvinnyt laskeutumisesta ja todennäköisesti sen olisi kyettävä liikkumaan päästäkseen tietylle kiinnostavalle alueelle. , koska sinun on laskeuduttava turvallisesti, mutta sitten on mentävä mielenkiintoiselle alueelle, joka voi olla monimutkaista ", Schenk sanoi. (Esimerkiksi Japanin Hayabusa2-matkalla Ryuguan on ollut vaikea löytää turvallinen laskupaikka asteroidin yllättävän kallioisella pinnalla.)
Vaikka Dawn saattoi tutkia vain Ceresin kiertoradalta ja saavuttaa lähimmän 22 mailin (35 km) korkeuden, pinnalla oleva avaruusalus saattoi oppia lisää kääpiömaapallon koostumuksesta kaatamalla näytteen ja analysoimalla sitä paikan päällä tai itse avaruusaluksen sisällä. Dawn käytti spektrometrejä määrittääkseen, mitkä elementit ovat kääpiö planeetan pinnalla, mutta niitä mittauksia "hallitsevat ne materiaalit, jotka ovat spektrisesti aktiivisia, ne, jotka paljastavat absorptiokaistoja tietyillä aallonpituuksilla", ja hiilipitoiset materiaalit eivät näy hyvin näissä mittauksissa , Schenk sanoi. "Hiilipitoiset materiaalit ovat usein melko vaaleita, joten meidän on todennäköisesti mentävä pintaan löytääkseen se."
Tutkijat ovat työskennelleet seuraavan Ceres-matkan alustavien suunnitelmien parissa jo vuonna 2008 tai seitsemän vuotta ennen kuin Dawnista tulee ensimmäinen avaruusalus, joka vierailee kääpiöplaneetalla. Ehdotettu tehtävä, nimeltään Ceres Polar Lander, lähettäisi kiertoradalla sijaitsevan yhdistelmän Ceresiin, pudottaen laskimen pohjoisnapaan etsimään vihjeitä elämästä. Operaatio käyttää samoja pehmeän laskun tekniikoita, joita NASA on käyttänyt avaruusalusten laskeutumiseen Marsille.
Tutkimusryhmä yhdessä eurooppalaisen ilmailu- ja avaruusteollisuuden yrityksen Thales Alenia Spacen ja Ranskan Nantesin yliopiston kanssa esitteli Ceres Polar Lander -operaatiokonseptin Euroopan planeettatieteellisessä kongressissa 2008.
Kun Ceres-napalanderia ehdotettiin ensimmäistä kertaa, tutkijat uskoivat, että Cerenin pohjoisnapa olisi mielenkiintoisin paikka tutkittavaksi. Tämä tapahtui kuitenkin kauan ennen kuin Dawn löysi Occator-kraatterin, joka on nyt kiistatta mielenkiintoisin paikka Ceresissä.
Tällä hetkellä mikään avaruusjärjestö ei aio lähettää uutta operaatiota Ceresiin, mutta se voi muuttua nyt, kun Dawn-operaatio on päättynyt. Kaikkien ehdotettujen NASA-operaatioiden on suoritettava pitkä tarkistusprosessi, ennen kuin heidät voidaan valita menemään Ceresiin, mutta tällä välin tiedemiehillä on paljon tietoja Dawnista seulomaan, Schenk sanoi. "Olemme vasta alkamassa ymmärtää Ceresiä ... kestää hetken selvittääksesi mitä näemme."
