U idućem desetljeću, potraga za izvanzemaljskim životom proširit će se izvan granica Marsa, na koje su trenutačno usmjerena sva naša istraživanja u astrobiologiji. Ovaj pothvat uključuje misiju Europske svemirske agencije pod nazivom JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) i NASA-inu misiju Europa Clipper, koje će obavljati višestruke letove pored Europe i Ganimeda kako bi istraživali njihove površine i unutrašnjosti.
Osim toga, NASA predlaže misiju Dragonfly, koja bi se uputila na mjesec Titan radi proučavanja njegove atmosfere, jezera metana te složene organske kemije na površini. No kako objašnjava Universe Today, među najintrigantnijima destinacijama ističe se Enceladus, posebno zbog impresivnih mlazova koji izviru iz njegove južne polarne regije. Od kada je misija Cassini pružila detaljan uvid u ove mlazove, znanstvena zajednica izražava snažan interes za slanje robotske misije koja bi uzorkovala sadržaj mlazova – za koje se čini da sadrže sve ključne sastojke za život. No, unatoč prividnoj jednostavnosti, realizacija ovog poduhvata nije bez izazova, s obzirom da ne postoje jamstva da će let kroz mlazove rezultirati dobivanjem netaknutih uzoraka.
Nedavno objavljeno istraživanje u časopisu Meteoritics & Planetary Science, koje potpisuju istraživači sa Sveučilišta u Kentu, bavi se utjecajem brzine letjelice – i posljedičnog udarnog šoka – na sposobnost prikupljanja vodenih i ledenih uzoraka unutar mlazova. Istraživanje, kojeg su proveli profesor Mark Burchell i dr. Penny Wozniakiewicz (Emeritus profesor i viši predavač svemirskih znanosti) iz Centra za astrofiziku i planetarne znanosti (CAPS), dio je Škole za fiziku i astronomiju na Sveučilištu u Kentu, UK.
Oceanski svjetovi
Njihovi nalazi mogli bi imati dalekosežne posljedice za misije usmjerene prema Ledenim oceanskim svjetovima (Icy Ocean Worlds – IOW), tj. tijelima u vanjskom sunčevom sustavu sastavljenima pretežno od zaleđene vode i hlapljivih tvari, koja skrivaju oceane u svojim unutrašnjostima. Znanstveni interes za ova tijela znatno je porastao s obzirom na mogućnost da neka od njih podržavaju životne uvjete.
Terminologija “Oceanski svjetovi” postala je sve prisutniji posljednjih godina kako se povećavao broj potencijalnih kandidata za istraživanje. Nakon što su Voyager sonde prošle kroz sunčev sustav 1979. godine, znanstvenici su na temelju karakteristika površine Europe počeli razmatrati mogućnost postojanja unutarnjeg oceana. To je uključivalo promatranje “mladih terena” u neposrednoj blizini starijih, krateriziranih područja, što upućuje na redovitu izmjenu materijala između površine i unutrašnjosti. Slične mlade terene primijetile su Voyager sonde i na Enceladusu tijekom prolaza pored Saturna 1980. i 1981. godine.
Međutim, misija Cassini-Huygens otkrila je 2004. godine izbacivanje vodene pare i organskih molekula iz južne polarne regije Enceladusa. U narednih 13 godina, Cassini proveo je nekoliko dodatnih preleta mjeseca, pružajući dodatne dokaze o postojanju unutarnjeg oceana i izvoru energije na granici između jezgre i plašta. Ova otkrića svrstala su Enceladus među “Oceanske svjetove”, koje znanstvenici žele detaljnije istražiti u budućim misijama. No, za razliku od ostalih ledenim oceanskim svjetovima, Enceladus se posebno ističe zbog karakterističnih mlazova oko svojeg južnog pola.
Prikupljanje uzoraka
Iako Europa također pokazuje aktivnost mlazova, oni su sporadičniji i teže ih je detektirati. Zbog veće gravitacije Europe (približno 13% u odnosu na 1% Zemljine), vodena para i izbačeni materijal ne dosežu gotovo tako daleko u svemir.
Kako je Burchell istaknuo u komunikaciji s Universe Today putem e-pošte, prikupljanje uzoraka iz ovih mlazova u teoriji izgleda relativno jednostavno. “Kao i svi ledeni oceanski svjetovi, ima unutarnji ocean s obiljem vode. Sadržaj te vode predmet je brojnih spekulacija i interesa”, rekao je. “Enceladus izbacuje mlazove vode u svemir, što svaku svemirsku misiju koja želi uzorkovati vodu čini znatno jednostavnijom – jednostavno se može proletjeti kroz mlaz.”
Međutim, u praksi, kao što je često slučaj, stvari postaju nešto složenije. Brzina letjelice može znatno utjecati na udar prilikom skupljanja materijala mlazova, što može ugroziti same uzorke koje misija pokušava prikupiti.
“Problem s prikupljanjem uzoraka pri visokim brzinama je da su provedena brojna testiranja s metalnim i mineralnim projektilima, ali manje se zna o odzivu organskih materijala na visokobrzinske udarce. Veze unutar organskih materijala će se prekinuti, ali pri kojoj brzini? I koje će se veze prekinuti prve? Dakle, ono što na kraju dobijete za analizu možda neće odgovarati izvornom materijalu iz Enceladusa. Ali s kojim pristranostima? Koja razina promjene? Razumijevanje ovih faktora ključno je za bilo koju uspješnu prikupljanje uzoraka.”
Prema Burchellu, modeliranje kako brzina svemirske letjelice utječe na sposobnost prikupljanja uzoraka može se provesti na dva načina. S jedne strane, postoji pristup računalnom modeliranju, gdje se timovi oslanjaju na napredni softver za simulaciju udara i mjerenje rezultata. S druge strane, tu je “kinetički” pristup, koji uključuje ispaljivanje malih zrnaca na ciljeve pri odgovarajućim brzinama i zatim mjerenje sile udara. Burchell i njegov tim preferiraju ovaj drugi pristup. “U našem laboratoriju volimo ispaljivati objekte na mete”, rekao je.
Brzina prikupljanja uzoraka je ključna
Njihovi rezultati jasno pokazuju da je brzina prikupljanja ključna za uspješno prikupljanje uzoraka. Ipak, također su otkrili da se rezultati mogu razlikovati ovisno o tijelu koje se istražuje. Burchell napominje: “U orbiti oko malog tijela poput Enceladusa, brzina je relativno niska. Međutim, za veća kozmička tijela, ta brzina je veća. To nas dovodi do situacije gdje šok udar tijekom prikupljanja uzrokuje sve veće promjeni uzorke. Ako se obavi prelet takvih tijela bez ulaska u orbitu, brzina je još veća, a uzorci doživljavaju još veći šok. To sugerira da je prikupljanje uzoraka u niskoj brzini u orbiti najbolje za uzorke koji su minimalno obrađeni. Međutim, to zahtijeva dodatno dizajniranje svemirske letjelice i ograničava druge znanstvene aktivnosti koje se mogu provoditi. Uvijek postoji kompromis.”
U sunčevom sustavu postoji nekoliko tijela s kojih voda i druge hlapljive tvari izbijaju iz unutrašnjosti – fenomen poznat kao kriovulkanizam. Ova tijela znatno se razlikuju po veličini i gravitacijskoj sili, od mikrogravitacije (manje ili malo više od 1%) na Mimasu i Enceladusu, do približno 13%–15% gravitacije na Europi, Titanu i Ganimeda. Stoga, ova otkrića mogu pružiti dragocjene informacije za dizajniranje mnogih misija prikupljanja uzoraka namijenjenih ledenim oceanskim svjetovima.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
