Noen virkelig interessante og ambisiøse oppdrag har blitt foreslått av NASA og andre romfartsorganer i de kommende tiår. Av disse er kanskje de mest ambisiøse oppdragene for å utforske "Ocean Worlds" i solsystemet. Innenfor disse kroppene, som inkluderer Jupiters måne Europa og Saturns måne Enceladus, har forskere teoretisert at liv kan eksistere i indre vann med varmt vann.
Innen 2020- og 2030-årene forventes robotoppdrag å nå disse verdenene og sette seg ned på dem, ta prøver på is og utforske plommene deres etter tegn til biomarkører. Men ifølge en ny studie fra et internasjonalt team av forskere, kan overflatene til disse månene ha ekstremt lav tetthet overflater. Med andre ord, overflateisen til Europa og Enceladus kan være for myk til å lande på.
Studien, med tittelen "Laboratoriesimuleringer av planetariske overflater: Forståelse av fysiske egenskaper fra regolit fra eksterne fotopolarimetriske observasjoner", ble nylig publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Icarus. Studien ble ledet av Robert M.Nelson, seniorforsker ved Planetary Science Institute (PSI) og inkluderte medlemmer fra NASAs Jet Propulsion Laboratory, California Polytechnic State University i Pomona, og flere universiteter.
For studiens skyld forsøkte teamet å forklare den uvanlige negative polarisasjonsatferden i lave fasevinkler som har blitt observert i flere tiår når de studerte atmosfæreløse kropper. Denne polarisasjonsatferden antas å være et resultat av ekstremt finkornede lyse partikler. For å simulere disse overflatene brukte teamet tretten prøver av aluminiumoksydpulver (Al²O³).
Aluminiumoksid anses å være en utmerket analog for regolit som finnes på høye aldebo Airless Solar System Bodies (ASSB), som inkluderer Europa og Encedalus samt eukritiske asteroider som 44 Nysa og 64 Angelina. Teamet utsatte deretter disse prøvene for fotopolarimetriske undersøkelser ved bruk av det goniometriske fotopolarimeteret ved Mt. San Antonio College.
Det de fant var at de lyse kornene som utgjør overflatene i Europa og Enceladus, ville måle omtrent en brøkdel av en mikron og ha et tomrom på omtrent 95%. Dette tilsvarer materiale som er mindre tett enn nyfallende snø, noe som ser ut til å indikere at disse månens har veldig myke overflater. Naturligvis er det ikke noe godt for noen oppdrag som vil forsøke å sette seg ned på Europa eller Enceladus 'overflate.
Men som Nelson forklarte i PSIs pressemelding, dette er ikke nødvendigvis dårlige nyheter, og slik frykt har blitt reist før:
Før landing av Luna 2-robotfartøyet i 1959 var det selvfølgelig bekymring for at månen kunne være dekket av lav tetthet som alle fremtidige astronauter kunne synke inn i. Imidlertid må vi huske på at observasjoner med ekstern synlig bølgelengde av objekter som Europa bare sonderer de ytterste mikronene av overflaten. "
Så mens Europa og Enceladus kan ha overflater med et lag med is med lav tetthet, utelukker det ikke at deres ytre skjell er solide. Til slutt kan landere bli tvunget til å kjempe med noe mer enn et tynt snøark når de legger ned disse verdenene. Hvis disse partiklene er et resultat av plumaktivitet eller handling mellom det indre og overflaten, kan de dessuten holde de veldig biomarkørene sonderne leter etter.
Naturligvis er det behov for ytterligere studier før noen robotlandere blir sendt til organer som Europa og Enceladus. I de kommende årene vil James Webb romteleskop vil gjennomføre studier av disse og andre måner i løpet av de første fem månedene i tjeneste. Dette vil omfatte å produsere kart over de galileiske månene, avsløre ting om deres termiske og atmosfæriske struktur, og søke på overflatene deres etter tegn på plommer.
Dataene JWST innhenter med sin avanserte pakke med spektroskopiske og nærinfrarøde instrumenter vil også gi ytterligere begrensninger for overflateforholdene. Og med andre oppdrag som ESAs foreslåtte Europa Clipper gjennomfører flybys av disse månene, er det ingen mangel på hva vi kan lære av dem.
Utover å være viktig for fremtidige oppdrag for ASSB-er, vil resultatene av denne studien sannsynligvis også ha verdi når det gjelder terrestrisk geoteknikk. I hovedsak har forskere antydet at menneskeskapte klimaendringer kan bli dempet ved å innføre aluminiumoksyd i atmosfæren, og dermed motvirke den strålingen som absorberes av klimagassutslipp i den øvre atmosfæren. Ved å undersøke egenskapene til disse kornene, kan denne studien bidra til å informere fremtidige forsøk på å dempe klimaendringene.
Denne studien ble muliggjort, delvis takket være en kontrakt levert av NASAs Jet Propulsion Laboratory til PSI. Denne kontrakten ble gitt til støtte for NASA Cassini Saturn Orbiter Visual og Infrared Mapping Spectrometer instrumentteam.
