Tidigare denna vecka var NASA 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 framtida rymdutforskning för det internationella samfundet. Under de många presentationer, tal och paneldiskussioner delades många intressanta förslag.
Bland dem var två presentationer som beskrev NASA: s plan för utforskning av Jupiters mån Europa och andra isiga månar. Under de kommande decennierna hoppas NASA kunna skicka sonder till dessa månar för att undersöka hav som ligger under deras ytor, som många tror kan vara hemma för utomjordiskt liv. Med uppdrag till solsystemets ”havsvärldar” kan vi äntligen upptäcka livet utanför jorden.
Det första av de två mötena ägde rum på morgonen på måndag 27 februari och fick titeln "Exploration Pathways for Europa efter in-situ analyser för biosignaturer". Under presentationen delade Kevin Peter Hand - biträdande chefsforskare för solsystemutforskning vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory - fynd 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 för att inleda en pre-fas A-studie för att utvärdera det vetenskapliga värdet och den tekniska utformningen av ett Europa lander-uppdrag. Dessa studier, som kallas Science Definition Team (SDT) -rapporter, genomförs rutinmässigt långt innan uppdrag monteras för att få en förståelse för vilka typer av utmaningar den kommer att möta och vad utbetalningarna kommer att bli.
Förutom att vara medordförande för Science Definition Team var Hand också chef för projektvetenskapsteamet, 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 vetenskaplig studie.
Som antyddes under presentationen var dessa mål tredubbla. Det första skulle innebära att man söker efter biosignaturer och tecken på liv genom analyser av Europas yt- och närunderlagsmaterial. Det andra skulle vara att göra analyser på platsen för att karakterisera sammansättningen av material som inte är is nära ytan och bestämma närheten till flytande vatten och nyligen utbrutet material nära landarens plats.
Det tredje och sista målet skulle vara att karakterisera egenskaperna för ytan och undergrunden och vilka dynamiska processer som är ansvariga för att forma dem, till stöd för framtida prospekteringsuppdrag. Som Hand förklarade är dessa mål nära sammanflätade:
”Hittade biosignaturer i ytmaterialet, direkt tillgång till och utforskning av Europas havs- och flytande vattenmiljöer skulle vara ett högt prioriterat mål för den astrobiologiska undersökningen av vårt solsystem. Europas hav skulle innehålla potentialen för att studera ett existerande ekosystem, som troligen representerar ett andra, oberoende livets ursprung i vårt eget solsystem. Efterföljande utforskning skulle kräva robotfordon och instrumentering som kan komma åt de bebodliga flytande vattenregionerna i Europa för att möjliggöra studier av ekosystemet och organismer. ”
Med andra ord, om landeruppdraget upptäckte tecken på liv inom Europas isark, och från material som kärvats upp underifrån av händelser som skulle återuppstå, skulle framtida uppdrag - sannolikt med robotbåtar - definitivt monteras. Rapporten säger också att alla fynd som indikerar liv skulle innebära att planetariska skydd 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 kommer att hitta några tecken på liv. Om så är fallet, indikerade Hand att framtida uppdrag skulle få i uppgift att få "en bättre förståelse för den grundläggande geologiska och geofysiska processen i 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 Voyager prober upptäckte först möjliga tecken på ett inre hav på Europa, forskare har drömt om dagen när ett uppdrag kan vara möjligt att utforska det mystiska månens inre. För att kunna bestämma att livet inte finns kunde det inte mindre betydelsefullt att hitta liv, genom att båda skulle hjälpa oss att lära oss mer om livet i vårt solsystem.
Science Definition Teams rapport kommer också att bli föremål för ett stadsmöte vid Lunar and Planetary Science Conference (LPSC) 2017 - som kommer att äga rum 20 till 24 mars i The Woodlands, Texas. Den andra händelsen kommer att äga rum den 23 april på Astrobiology Science Conference (AbSciCon) i Mesa, Arizona. Klicka här för att läsa hela rapporten.
Den andra presentationen med titeln ”Roadmaps to Ocean Worlds” ägde rum senare på måndag 27 februari. Denna presentation presenterades av medlemmarna i teamet Roadmaps to Ocean Worlds (ROW), som är ordförande av Dr. Amandra Hendrix - en seniorforskare vid Planetary Science Institute i Tuscon, Arizona - och Dr. Terry Hurford, en forskningsassistent från NASA: s Science and Exploration Directorate (SED).
Som specialist i UV-spektroskopi av planetytor har Dr. Hendrix samarbetat med många NASA-uppdrag för att utforska isiga kroppar i solsystemet - inklusive Galileo och Cassini sonder och Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Dr. Hurford specialiserar sig emellertid i iskalla satelliters geologi och geofysik, liksom effekterna av omloppsdynamiken och tidvattensspänningarna på deras inre strukturer.
ROW grundades 2016 av NASA: s Outer Planets Assessment Group (OPAG) och fick i uppdrag att lägga grunden för ett uppdrag som kommer att utforska ”havsvärldar” i jakten på livet på andra håll i solsystemet. Under presentationen lade Hendrix och Hurford fram resultaten från ROW-rapporten, som slutfördes i januari 2017.
Som de säger i denna rapport, ”definierar vi en” havsvärld ”som en kropp med ett nuvarande 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 väl studerad havsvärld som kan användas som referens ("marken sanning") och jämförelsepunkt. "
Genom denna definition skulle organ som Europa, Ganymede, Callisto och Enceladus alla vara livskraftiga mål för utforskning. Alla världar är kända för att ha hav under jord och det har funnits tvingande bevis under de senaste decennierna som pekar på närvaron av organiska molekyler och prebiotisk kemi där också. Triton, Pluto, Ceres och Dione nämns alla som kandidat havsvärldar 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 tappats att extremofila metanogena livsformer kan existera på ytan:
”Även om Titan har ett stort hav under jorden, har den också ett stort utbud av ett brett utbud av organiska arter och ytvätskor, som är lättillgängliga och kan innehålla mer exotiska livsformer. Vidare kan Titan ha övergående ytvattenvatten såsom slagsmältbassänger och färska kryovolkaniska flöden i kontakt med både fasta och flytande ytorganiska ämnen. 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 liv i ”havsvärldar” av fyra huvudmål. Dessa inkluderar att identifiera havsvärldar i solsystemet, vilket skulle innebära att bestämma vilken av världarna och kandidatvärlden som skulle vara väl lämpad att studera. Den andra är att karakterisera naturen hos dessa hav, som skulle inkludera bestämning av isskalens och det flytande havets egenskaper, och vad som driver fluidrörelse i dem.
Det tredje delmålet innebär att bestämma om dessa hav har den nödvändiga energin och prebiotisk kemi för att stödja livet. Och det fjärde och sista målet skulle vara att bestämma hur livet kan existera i dem - dvs om det tar form 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 hända.
Naturligtvis skulle varje sådant uppdrag kräva utveckling av kraftkällor och energilagringssystem som skulle vara lämpliga för kryogena miljöer. Autonoma system för att fastställa landning och teknik för flyg- eller landmobilitet skulle också behövas. Planetskyddsteknologier skulle vara nödvändiga för att förhindra förorening, och elektroniska / mekaniska system som också kan överleva i en havsvärldsmiljö,
Även om dessa presentationer bara är förslag på vad som kan hända under de kommande decennierna, är de fortfarande spännande att höra om. Om inget annat visar de hur NASA och andra rymdbyråer aktivt samarbetar med vetenskapliga institutioner runt om i världen för att driva gränserna för kunskap och utforskning. Och under de kommande decennierna hoppas de kunna göra några stora språng.
Om allt går bra och utforskningsuppdrag till Europa och andra isiga månar får gå framåt, kan fördelarna vara omöjliga. Förutom möjligheten att hitta liv bortom jorden kommer vi att lära oss mycket om vårt solsystem och utan tvekan lära oss mer om mänsklighetens plats i kosmos.
