Næsten tre år siden NASAs Dawn-mission ankom til Ceres, har rumfartøjet løbet tør for brændstof. Er det tid til at begynde at tænke på at sende en anden mission til dværgplaneten?
Dawn-rumfartøjet 467 millioner dollars blev lanceret i 2007 på en mission for at studere de to største genstande i asteroidebæltet, Vesta og Ceres. Efter at have studeret asteroiden Vesta fra kredsløb i omkring et år, gik den videre til Ceres, den mindste dværgplanet i solsystemet og den største rumsten, der kredser rundt om asteroide bæltet.
Da Dawn var i kredsløb i Ceres, opdagede Dawn, at dværgplaneten sporterer hundredvis af underlige lyspunkter, indeholder masser af vandis og har organiske molekyler (de grundlæggende byggesten for livet) på sin overflade. Ved missionens afslutning var forskere dog stadig tilbage med nogle store spørgsmål om Ceres og hvad det kan lære os om mulighederne for liv ud over Jorden - spørgsmål, der kunne besvares med en opfølgende tur til overfladen. [Fotos: Asteroid Vesta og NASAs Dawn-rumfartøj]
"Jeg tror, at de slags spørgsmål, som vi vil blive tilbage med, sandsynligvis vil kræve at gå ned til overfladen, fordi der kun er så meget, du kan fortælle fra kredsløb," Paul Schenk, en deltagende videnskabsmand til Dawn-missionen med Universitetsområdet Forskningsforening ved Lunar and Planetary Institute i Houston fortalte Space.com.
Specifikt sagde Schenk, at han gerne ville se en mission sendt for at udforske Occator Crater, et 57 km bredt (92 kilometer) krater, der indeholder den største og lyseste af Ceres 'pletter. Ligesom de andre lyspunkter på Ceres indeholder Occator Crater salte aflejringer, der blev efterladt, når saltvand sprøjtes op fra undergrundsbanen og derefter frøs på overfladen. Denne opdagelse af Dawn-missionen afslørede, at det indre af Ceres er varmere, end forskere tidligere troede. I tilfælde af Occator Crater var en nylig påvirkning sandsynligvis kilden til den varme, sagde Schenk.
Det mest udbredte mineral ved Occator Crater er natriumcarbonat, hvilket også tilfældigvis er udbredt på steder på Jorden, der viser hydrotermisk aktivitet - steder som Yellowstone National Park "hvor visse typer bakterier vides at trives," sagde Schenk. Han sagde imidlertid, at det er "temmelig usandsynligt", at der findes mikrobiel liv på Ceres, fordi varmen, der genereres fra påvirkninger, ikke holder længe nok til, at livet kan udvikle sig. "Påvirkningen genererer nok varme til at smelte isen og skabe grundvandet, der derefter kan cirkulere i et centralt område," sagde han, men "varozonen sammentrækker, indtil vandet forsvinder og fryser op" i løbet af titusinder til et par millioner år. Her på Jorden opstod de tidligste livsformer 700 millioner år efter, at Jorden blev dannet.
Uanset om Ceres er i stand til at være vært i livet - en mulighed for, at forskere hverken har udelukket eller bekræftet på dette tidspunkt - kunne de hydrotermiske processer, der ses på dværgplaneten, hjælpe forskere med at forstå lignende processer på andre kroppe i solsystemet, som Jupiters måne Europa eller Saturns måne Enceladus - to af de største udfordrere til at være vært for muligt liv ud over Jorden. Funktioner, der ligner udtørrede hydrotermiske ventilationsåbninger på Mars kunne også have opretholdt liv en eller anden gang i klodens historie. Ligesom de bakterier, der lever i dybhavs-hydrotermiske ventilationsåbninger på Jorden, har organismer, der lever i lignende geologiske træk i andre verdener, ikke brug for sollys for at overleve. I stedet ville de stole på geotermisk energi, såsom hydrotermiske ventilationsåbninger og pladetektonik.
I tilfælde af Ceres ser det ud til at blive ramt af andre store rumsten som kilde til dens geotermiske energi. "Hydrotermiske reaktioner med vandet bringer klart mineraler op til overfladen," sagde Schenk. "For at forstå, hvordan denne proces fungerer på andre planeter, herunder Mars, gå tilbage og forstå, at kemi og at fysik - den fysiske proces med, hvad der faktisk sker, hvordan de materialer, der leveres til overfladen, og hvilke reaktioner der finder sted - er vil være vigtig for at forstå hydrotermiske processer i hele solsystemet. Vi har meget af denne information her på Jorden, men kemien i Jordskorpen er meget anderledes end den er på Ceres. "
Landing og ture på Ceres
Fordi Occator Crater har nogle fristende ledetråder om de forhold, der er nødvendige for, at livet kan opstå på andre verdener, håber forskere at sende en lander for yderligere at udforske Ceres mest fascinerende træk, sagde Schenk. Ideelt set vil enhver fremtidig mission involvere en lille rover som dem, der landede på asteroiden Ryugu i september.
"Det skulle være i stand til at tage nogle instrumenter, der kan fortælle dig nogle diagnostiske oplysninger om sammensætningen, så det bliver nødt til at overleve landingen, og det skulle sandsynligvis være i stand til at bevæge sig rundt for at komme til det specifikke interessante sted , fordi du er nødt til at lande sikkert, men så skal du gå til det område, der er interessant, hvilket kan være kompliceret, ”sagde Schenk. (For eksempel har Japans Hayabusa2-mission til Ryugu haft en vanskelig tid med at finde et sikkert landingssted på asteroidenes overraskende klippeflade.)
Mens Dawn kun kunne studere Ceres fra bane og nå en nærmeste højde på 35 km, kunne et rumfartøj på overfladen lære mere om dværgplanetens sammensætning ved at øse en prøve og analysere den in situ eller inde i selve rumfartøjet. Dawn brugte spektrometre til at bestemme, hvilke elementer der er på dværgplanetens overflade, men disse målinger er "domineret af de materialer, der er spektralt aktive, dem, der afslører absorptionsbånd ved bestemte bølgelængder," og kulstofholdige materialer vises ikke godt i disse målinger , Sagde Schenk. "Kulholdige materialer er ofte temmelig intetsigende, så vi er sandsynligvis nødt til at gå ned til overfladen for at finde det."
Forskere har arbejdet på foreløbige planer for den næste mission til Ceres siden allerede i 2008, eller syv år før Dawn ville blive det første rumfartøj, der besøger dværgplaneten. En foreslået mission kaldet Ceres Polar Lander ville sende en orbiter-lander combo til Ceres og droppe lander på sin nordpol for at søge ledetråd om livet. Missionen ville bruge den samme type blødlandingsteknikker, som NASA har brugt til at lande rumfartøjer på Mars.
Et team af forskere med det europæiske luftfartsproduktionsfirma Thales Alenia Space og University of Nantes i Frankrig præsenterede Ceres Polar Lander-missionskonceptet på den europæiske kongres for videnskabelig videnskab i 2008.
Da Ceres Polar Lander først blev foreslået, troede videnskabsmænd, at Ceres 'nordpol ville være det mest interessante sted at studere. Dette var dog længe før Dawn opdagede Occator Crater, som nu måske er det mest interessante sted på Ceres.
I øjeblikket har ingen rumfartsagenturer planer om at sende en anden mission til Ceres, men det kan ændre sig nu, da Dawn-missionen er afsluttet. Alle foreslåede NASA-missioner bliver nødt til at gennemgå en langvarig gennemgangsproces, før de kan vælges til at gå til Ceres, men i mellemtiden har forskere masser af data fra Dawn til at sile igennem, sagde Schenk. "Vi begynder kun at forstå Ceres ... det vil tage et stykke tid at finde ud af, hvad vi rent faktisk ser."
