Prawie trzy lata od przybycia misji NASA Dawn do Ceres w statku kosmicznym zabrakło paliwa. Czy nadszedł czas, aby pomyśleć o wysłaniu kolejnej misji na planetę karłów?
Sonda kosmiczna Dawn o wartości 467 milionów dolarów wystartowała w 2007 roku z misją zbadania dwóch największych obiektów w pasie asteroid, Vesta i Ceres. Po około roku studiowania asteroidy Westy z orbity, przeniósł się na Ceres, najmniejszą planetę karłowatą w Układzie Słonecznym i największą skałę kosmiczną krążącą w pasie asteroid.
Będąc na orbicie w Ceres, Dawn odkryła, że planeta karłowata ma setki dziwnych jasnych punktów, zawiera dużo lodu wodnego i ma na swojej powierzchni cząsteczki organiczne (podstawowe budulce życia). Jednak pod koniec misji naukowcom pozostawiono kilka wielkich pytań na temat Ceres i tego, co może nas nauczyć o możliwościach życia poza Ziemią - na pytania, na które można by odpowiedzieć podczas następnej podróży na powierzchnię. [Zdjęcia: Asteroid Vesta i NASA's Dawn SpaceCraft]
„Myślę, że tego rodzaju pytania, które pozostaną nam na pewno, prawdopodobnie będą wymagały zejścia na powierzchnię, ponieważ z orbity można tylko tyle powiedzieć”, Paul Schenk, naukowiec biorący udział w misji Dawn w Universities Space Stowarzyszenie badawcze Lunar and Planetary Institute w Houston, powiedział Space.com.
W szczególności Schenk powiedział, że chciałby zobaczyć misję wysłaną do zbadania Krateru Okazjonalnego, krateru o szerokości 57 mil (92 km), zawierającego największe i najjaśniejsze miejsca Ceres. Podobnie jak inne jasne punkty na Ceres, krater Occator zawiera słone osady, które zostały pozostawione, gdy słonej wody rozpylono z podziemi, a następnie zamarzło na powierzchni. Odkrycie dokonane przez misję Dawn ujawniło, że wnętrze Ceres jest cieplejsze niż wcześniej sądzili naukowcy. Schenk powiedział, że w przypadku krateru okazjonalnego niedawne uderzenie było prawdopodobnie źródłem tego ciepła.
Schenk powiedział, że najbardziej rozpowszechnionym minerałem w kraterze okazjonalnym jest węglan sodu, który zdarza się również w miejscach na Ziemi wykazujących aktywność hydrotermalną - takich jak Park Narodowy Yellowstone „, w którym znane są różne rodzaje bakterii. Powiedział jednak, że „raczej mało prawdopodobne” jest istnienie drobnoustrojów na Ceres, ponieważ ciepło wytwarzane przez uderzenia nie wystarcza wystarczająco długo, aby życie mogło się rozwinąć. „Uderzenie wytwarza wystarczającą ilość ciepła, aby stopić lód i stworzyć wody gruntowe, które mogą następnie krążyć w centralnym obszarze” - powiedział, ale „strefa ciepła kurczy się, dopóki woda nie zniknie i zamarznie” w ciągu dziesiątek tysięcy do kilku milionów lat. Tutaj na Ziemi najwcześniejsze formy życia powstały 700 milionów lat po powstaniu Ziemi.
Niezależnie od tego, czy Ceres jest w stanie pomieścić życie - możliwość, że naukowcy nie wykluczyli ani nie potwierdzili w tym momencie - procesy hydrotermalne widoczne na planecie karłowatej mogą pomóc naukowcom zrozumieć podobne procesy na innych ciałach w Układzie Słonecznym, takie jak księżyc Jowisza Europa lub księżyc Saturna Enceladus - dwóch najlepszych pretendentów do organizacji życia poza Ziemią. Funkcje przypominające wysuszone otwory hydrotermalne na Marsie mogły również podtrzymać życie w historii planety. Podobnie jak bakterie żyjące w głębinowych otworach hydrotermalnych na Ziemi, organizmy żyjące w podobnych cechach geologicznych na innym świecie nie potrzebują światła słonecznego, aby przetrwać. Zamiast tego polegałyby na energii geotermalnej, takiej jak otwory wentylacyjne hydrotermalne i tektonika płyt.
W przypadku Ceres uderzenie innymi dużymi skałami kosmicznymi wydaje się być źródłem jego energii geotermalnej. „Reakcje hydrotermalne z wodą wyraźnie wydobywają minerały na powierzchnię” - powiedział Schenk. „Aby zrozumieć, jak ten proces działa na innych planetach, w tym na Marsie, cofnąć się i zrozumieć, że chemia i fizyka - fizyczny proces tego, co faktycznie się dzieje, jak te materiały dostarczane na powierzchnię i jakie zachodzą reakcje - są będzie ważne dla zrozumienia procesów hydrotermalnych w całym Układzie Słonecznym. Mamy wiele takich informacji tutaj na Ziemi, ale chemia skorupy ziemskiej jest zupełnie inna niż na Ceres. ”
Lądowanie i podróżowanie na Ceres
Ponieważ krater okazjonalny zawiera pewne kuszące wskazówki na temat warunków niezbędnych do powstania życia na innych światach, naukowcy mają nadzieję na wysłanie lądownika w celu dalszego zbadania najbardziej fascynującej funkcji Ceres, powiedział Schenk. Idealnie byłoby, gdyby w przyszłych misjach uczestniczył mały łazik, taki jak te, które wylądowały na asteroidzie Ryugu we wrześniu.
„Musiałby być w stanie zabrać niektóre instrumenty, które mogą przekazać pewne informacje diagnostyczne na temat składu, więc musiałby przetrwać lądowanie i prawdopodobnie musiałby móc się poruszać, aby dostać się do konkretnego interesującego miejsca , ponieważ musisz bezpiecznie wylądować, ale musisz udać się w interesujący obszar, który może być skomplikowany ”- powiedział Schenk. (Na przykład japońska misja Hayabusa2 do Ryugu miała trudności ze znalezieniem bezpiecznego miejsca lądowania na zaskakująco skalistej powierzchni asteroidy).
Podczas gdy Dawn mógł badać Ceres jedynie z orbity, osiągając najbliższą wysokość 22 mil (35 km), statek kosmiczny na powierzchni mógł dowiedzieć się więcej o składzie planety karłowatej, pobierając próbkę i analizując ją na miejscu lub wewnątrz samego statku kosmicznego. Dawn użyła spektrometrów do ustalenia, które pierwiastki znajdują się na powierzchni planety karłowatej, ale pomiary te są „zdominowane przez te materiały, które są widmowo aktywne, te, które ujawniają pasma absorpcyjne przy określonych długościach fal”, a materiały węglowe nie pokazują się dobrze w tych pomiarach - powiedział Schenk. „Materiały zawierające węgiel często są dość mdłe, więc prawdopodobnie musimy zejść na powierzchnię, aby je znaleźć”.
Naukowcy pracują nad wstępnymi planami następnej misji na Ceres już w 2008 roku, czyli siedem lat przed tym, jak Dawn stanie się pierwszym statkiem kosmicznym, który odwiedzi planetę karłowatą. Proponowana misja zwana Lądownikiem Polarnym Ceres wysłałaby kombinację orbiter-lądownik do Ceres, zrzucając lądownik na biegun północny w poszukiwaniu wskazówek na temat życia. Misja użyłaby tego samego rodzaju technik miękkiego lądowania, których NASA użyła do lądowania statku kosmicznego na Marsie.
Zespół naukowców z europejską firmą zajmującą się produkcją lotniczą i kosmiczną Thales Alenia Space oraz uniwersytetem w Nantes we Francji przedstawił koncepcję misji Ceres Polar Lander na Europejskim Kongresie Nauk Planetarnych w 2008 roku.
Kiedy po raz pierwszy zaproponowano lądownik polarny Ceres, naukowcy sądzili, że biegun północny Ceres będzie najciekawszym miejscem do badań. Było to jednak długo zanim Dawn odkryła Krater Okupatora, który jest obecnie prawdopodobnie najciekawszym miejscem na Ceres.
Obecnie żadna agencja kosmiczna nie planuje wysłać kolejnej misji do Ceres, ale to może się zmienić teraz, gdy misja Dawn dobiegła końca. Schenk powiedział, że wszelkie proponowane misje NASA będą musiały przejść długi proces przeglądu, zanim będą mogły zostać wybrane do Ceres, ale w międzyczasie naukowcy mają mnóstwo danych od Świtu. „Zaczynamy rozumieć Ceres… dopiero po chwili zastanowimy się, co naprawdę widzimy”.
