Nogle virkelig interessante og ambitiøse missioner er blevet foreslået af NASA og andre rumfartsbureauer i de kommende årtier. Af disse er den måske mest ambitiøse mission for at udforske solhavssystemets ”verdensverdener”. Inden for disse kroppe, som inkluderer Jupiters måne Europa og Saturns måne Enceladus, har forskere teoretiseret, at der kunne eksistere liv i varme vand indre hav.
I 2020'erne og 2030'erne forventes robotmissioner at nå disse verdener og sætte dem ned, prøveudtagning af is og udforske deres huler efter tegn på biomarkører. Men ifølge en ny undersøgelse fra et internationalt team af videnskabsmænd kan overfladerne på disse måner have overflader med ekstremt lav densitet. Med andre ord kunne overfladen af Europa og Enceladus være for blød til at lande på.
Undersøgelsen med titlen "Laboratoriesimuleringer af planetariske overflader: Forståelse af regolit fysiske egenskaber fra fjernfotopolarimetriske observationer" blev for nylig offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Icarus. Undersøgelsen blev ledet af Robert M.Nelson, seniorforsker ved Planetary Science Institute (PSI) og omfattede medlemmer fra NASAs Jet Propulsion Laboratory, California Polytechnic State University i Pomona og flere universiteter.
Af hensyn til deres undersøgelse forsøgte teamet at forklare den usædvanlige negative polarisationsadfærd ved lave fasevinkler, der er blevet observeret i årtier, når de studerede atmosfæreløse kroppe. Denne polarisationsadfærd menes at være resultatet af ekstremt finkornede lyse partikler. For at simulere disse overflader brugte teamet tretten prøver af aluminiumoxidpulver (Al²O³).
Aluminiumoxid betragtes som en fremragende analog til regolit, der findes på høje aldebo Airless Solar System Bodies (ASSB), som inkluderer Europa og Encedalus såvel som eukritiske asteroider som 44 Nysa og 64 Angelina. Holdet udsatte derefter disse prøver for fotopolarimetriske undersøgelser ved hjælp af det goniometriske fotopolarimeter ved Mt. San Antonio College.
Hvad de fandt var, at de lyse korn, der udgør overfladerne i Europa og Enceladus, ville måle omkring en brøkdel af en mikron og have et tomrum på ca. 95%. Dette svarer til materiale, der er mindre tæt end frisk faldet sne, hvilket ser ud til at indikere, at disse månes har meget bløde overflader. Naturligvis er det ikke godt for nogen missioner, der vil forsøge at sætte sig ned på Europa eller Enceladus 'overflade.
Men som Nelson forklarede i PSI's pressemeddelelse, dette er ikke nødvendigvis dårlige nyheder, og sådan frygt er blevet rejst før:
”Før landing af Luna 2-robotfartøjet i 1959 var der selvfølgelig bekymring for, at Månen kunne være dækket af støv med lav densitet, som eventuelle fremtidige astronauter kunne synke i. Vi må dog huske, at observationer med fjern synlig bølgelængde af genstande som Europa kun undersøger de yderste mikroner på overfladen. ”
Så selvom Europa og Enceladus muligvis har overflader med et lag ispartikler med lav densitet, udelukker det ikke, at deres ydre skaller er solide. I sidste ende kan landere blive tvunget til at kæmpe med andet end et tyndt sne sne når de lægger ned på disse verdener. Hvad mere er, hvis disse partikler er et resultat af blæseraktivitet eller handling mellem det indre og overfladen, kunne de indeholde de meget biomarkører, som sonderne leder efter.
Naturligvis er der behov for yderligere undersøgelser, før eventuelle robotlandere sendes til organer som Europa og Enceladus. I de kommende år James Webb-rumteleskop vil gennemføre undersøgelser af disse og andre måner i løbet af de første fem måneder i tjeneste. Dette inkluderer produktion af kort over de galileiske måner, afsløring af ting om deres termiske og atmosfæriske struktur og søgning på deres overflader efter tegn på plum.
De data, som JWST indhenter med sin avancerede pakke med spektroskopiske og næsten infrarøde instrumenter, vil også give yderligere begrænsninger for deres overfladeforhold. Og med andre missioner som ESA's foreslåede Europa Clipper udfører flybys af disse måner, er der ingen mangel på, hvad vi kan lære af dem.
Ud over at være vigtig for fremtidige missioner til ASSB'er, er resultaterne af denne undersøgelse sandsynligvis også af værdi, når det kommer til terrestrisk geoteknik. I det væsentlige har forskere antydet, at menneskeskabte klimaændringer kunne mindskes ved at indføre aluminiumoxid i atmosfæren og således kompensere for den stråling, der optages af drivhusgasemissioner i den øvre atmosfære. Ved at undersøge egenskaberne ved disse korn kunne denne undersøgelse hjælpe med at informere fremtidige forsøg på at afbøde klimaændringer.
Denne undersøgelse blev muliggjort delvis takket være en kontrakt leveret af NASAs Jet Propulsion Laboratory til PSI. Denne kontrakt blev udstedt til støtte for NASA Cassini Saturn Orbiter Visual og Infrared Mapping Spectrometer instrumentteam.
