Nästan tre år sedan NASA: s Dawn-uppdrag anlände till Ceres har rymdskeppet slut på bränsle. Är det dags att börja fundera över att skicka ett nytt uppdrag till dvärgplaneten?
Dawn-rymdskeppet 467 miljoner dollar lanserade 2007 på ett uppdrag att studera de två största föremålen i asteroidbältet, Vesta och Ceres. Efter att ha studerat asteroiden Vesta från omloppsbana i ungefär ett år, flyttade den vidare till Ceres, den minsta dvärgplaneten i solsystemet och den största rymdberg som kretsar runt asteroidbältet.
Medan han var i omloppsbana vid Ceres, upptäckte Dawn att dvärgplaneten sportar hundratals konstiga ljusa fläckar, innehåller mycket vattenis och har organiska molekyler (de grundläggande byggstenarna för livet) på sin yta. I slutet av uppdraget satt forskare emellertid fortfarande kvar med några stora frågor om Ceres och vad det kan lära oss om livets möjligheter utanför jorden - frågor som kan besvaras med en uppföljningsresa till ytan. [Foton: Asteroid Vesta och NASAs Dawn Spacecraft]
"Jag tror att de typer av frågor som vi kommer att bli kvar med förmodligen kommer att behöva gå ner till ytan, för det finns bara så mycket du kan berätta från omloppsbana," Paul Schenk, en deltagande forskare för Dawn-uppdraget med Universitetsutrymmet Forskningsförbundet vid Lunar and Planetary Institute i Houston berättade för Space.com.
Speciellt sa Schenk att han skulle vilja se ett uppdrag som skickades för att utforska Occator Crater, en 57 mil bred krater (92 kilometer) som innehåller den största och ljusaste av Ceres platser. Liksom de andra ljusa fläckarna på Ceres, innehåller Occator Crater salta avlagringar som lämnades kvar när kallt vatten sprutades upp från undergrunden och sedan frös på ytan. Denna upptäckt av Dawn-uppdraget avslöjade att Ceres inre är varmare än vad forskare tidigare trodde. I fallet med Occator Crater, var en ny påverkan troligen källan till den värmen, sade Schenk.
Det vanligaste mineralet vid Occator Crater är natriumkarbonat, vilket också råkar vara på platser på jorden som visar hydrotermisk aktivitet - platser som Yellowstone National Park "där vissa typer av bakterier är kända för att frodas," sade Schenk. Han sade dock att det är "ganska osannolikt" att det finns mikrobiellt liv på Ceres, eftersom värmen som genereras från stötar inte håller tillräckligt länge för att livet ska utvecklas. "Påverkan genererar tillräckligt med värme för att smälta isen och skapa grundvatten som sedan kan cirkulera i ett centralt område," sade han, men "värmezonen samlas tills vattnet försvinner och fryser upp" under loppet av tiotusentals till några miljoner år. Här på jorden uppstod de tidigaste livsformerna 700 miljoner år efter att jorden bildades.
Oavsett om Ceres kan leva liv - en möjlighet som forskare varken har uteslutit eller bekräftat vid denna tidpunkt - kan de hydrotermiska processerna som ses på dvärgplaneten hjälpa forskare att förstå liknande processer på andra kroppar i solsystemet, som Jupiters måne Europa eller Saturnus måne Enceladus - två av de främsta utmanarna för värd för möjligt liv bortom jorden. Funktioner som liknar torkade hydrotermiska ventiler på Mars kan också ha haft liv någon gång i planetens historia. Liksom de bakterier som lever i djuphavs hydrotermiska ventiler på jorden behöver organismer som lever i liknande geologiska drag i andra världar inte solljus för att överleva. Istället skulle de förlita sig på geotermisk energi, som hydrotermiska ventiler och plattaktonik.
I fallet med Ceres verkar det att drabbas av andra stora rymdrockar vara källan till dess geotermiska energi. "Hydrotermiska reaktioner med vattnet ger uppenbarligen mineraler till ytan," sade Schenk. "För att förstå hur processen fungerar på andra planeter, inklusive Mars, gå tillbaka och förstå att kemi och fysik - den fysiska processen för vad som faktiskt händer, hur de material som levereras till ytan och vilka reaktioner som äger rum - är kommer att vara viktigt för att förstå hydrotermiska processer i hela solsystemet. Vi har mycket av den informationen här på jorden, men kemin i jordskorpan är mycket annorlunda än den är på Ceres. "
Landar och vrider på Ceres
Eftersom Occator Crater har några främmande ledtrådar om de villkor som är nödvändiga för att livet ska uppstå på andra världar, hoppas forskare att skicka en lander för att ytterligare utforska Ceres mest fascinerande funktion, sa Schenk. Helst skulle alla framtida uppdrag involvera en liten rover som de som landade på asteroiden Ryugu i september.
"Det skulle behöva ta några instrument som kan berätta för dig diagnostisk information om sammansättningen, så den måste överleva landningen, och den skulle förmodligen behöva kunna flytta runt för att komma till den specifika platsen av intresse , för att du måste landa säkert men då måste du åka till det intressanta området, vilket kan vara komplicerat, "sa Schenk. (Till exempel har Japans Hayabusa2-uppdrag till Ryugu haft en svår tid att hitta en säker landningsplats på asteroidens förvånansvärt steniga yta.)
Medan Dawn bara kunde studera Ceres från omloppsbana och nå en närmaste höjd på 35 km, kunde ett rymdskepp på ytan lära sig mer om dvärgplanetens sammansättning genom att skopa ett prov och analysera det på plats, eller inuti rymdskeppet. Dawn använde spektrometrar för att bestämma vilka element som finns på dvärgplanetens yta, men dessa mätningar domineras av de material som är spektralt aktiva, de som avslöjar absorptionsband vid särskilda våglängder, "och kolhaltiga material dyker inte upp i dessa mätningar , Sa Schenk. "Kolhaltiga material är ofta ganska intetsägande, så vi måste förmodligen gå ner till ytan för att hitta det."
Forskare har arbetat med preliminära planer för nästa uppdrag till Ceres sedan redan 2008, eller sju år innan Dawn skulle bli det första rymdskeppet som besöker dvärgplaneten. Ett föreslagen uppdrag som heter Ceres Polar Lander skulle skicka en orbiter-lander-kombination till Ceres och släppa landaren på dess nordpol för att söka ledtrådar om livet. Uppdraget skulle använda samma typ av mjuklandningstekniker som NASA har använt för att landa rymdskepp på Mars.
Ett team av forskare med det europeiska flygindustriföretaget Thales Alenia Space och University of Nantes i Frankrike presenterade Ceres Polar Lander-uppdragskonceptet vid European Planetarium Science Congress 2008.
När Ceres Polar Lander först föresloges trodde forskare att Ceres nordpol skulle vara den mest intressanta platsen att studera. Detta var dock långt innan Dawn upptäckte Occator Crater, som nu är utan tvekan den mest intressanta platsen på Ceres.
För närvarande har inga rymdbyråer planerat att skicka ett nytt uppdrag till Ceres, men det kan ändras nu när Dawn-uppdraget är slut. Alla föreslagna NASA-uppdrag kommer att behöva gå igenom en lång granskningsprocess innan de kan väljas för att gå till Ceres, men under tiden har forskare massor av data från Dawn för att söka igenom, sade Schenk. "Vi börjar bara förstå Ceres ... det kommer att ta lite tid att ta reda på vad vi faktiskt ser."
