НАСА и другие космические агентства предложили несколько действительно интересных и амбициозных миссий на ближайшие десятилетия. Из них, пожалуй, самые амбициозные включают миссии по исследованию «Мирового океана» Солнечной системы. В этих телах, которые включают в себя луну Юпитера Европу и луну Энцелада Сатурна, ученые предположили, что жизнь может существовать в теплых водах внутренних океанов.
Ожидается, что к 2020-м и 20-м годам роботизированные миссии достигнут этих миров и займут их место, отбирая образцы льда и исследуя их шлейфы на наличие признаков биомаркеров. Но согласно новому исследованию международной группы ученых, поверхности этих лун могут иметь поверхности чрезвычайно низкой плотности. Другими словами, поверхностный лед Европы и Энцелада может быть слишком мягким, чтобы на него можно было приземлиться.
Исследование под названием «Лабораторное моделирование поверхностей планет: понимание физических свойств реголита по дистанционным фотополяриметрическим наблюдениям» недавно было опубликовано в научном журнале. Икар, Исследование проводилось под руководством Роберта М. Нельсона, старшего научного сотрудника Института планетологии (PSI), и включало сотрудников Лаборатории реактивного движения НАСА, Калифорнийского политехнического государственного университета в Помоне и нескольких университетов.
Ради своего исследования команда стремилась объяснить необычное поведение отрицательной поляризации при низких фазовых углах, которое наблюдалось в течение десятилетий при изучении без атмосферных тел. Считается, что это поведение поляризации является результатом чрезвычайно мелкозернистых ярких частиц. Для моделирования этих поверхностей команда использовала тринадцать образцов порошка оксида алюминия (Al 2 O 3).
Оксид алюминия считается отличным аналогом реголита, обнаруженного на безвоздушных телах Солнечной системы (ASSB) с высоким содержанием альдебо, которые включают Европу и Энцедалус, а также эвкритические астероиды, такие как 44 Ныса и 64 Анджелина. Затем команда подвергла эти образцы фотополяриметрическим исследованиям с использованием гониометрического фотополяриметра в Mt. Колледж Сан-Антонио.
Они обнаружили, что светлые зерна, которые составляют поверхности Европы и Энцелада, имеют размеры около доли микрона и имеют пустое пространство около 95%. Это соответствует материалу, который является менее плотным, чем свежевыпавший снег, что, по-видимому, указывает на то, что у этих лун очень мягкие поверхности. Естественно, это не сулит ничего хорошего для любых миссий, которые попытались бы установить на поверхности Европы или Энцелада.
Но, как объяснил Нельсон в пресс-релизе PSI, это не обязательно плохие новости, и такие опасения были высказаны ранее:
«Конечно, до посадки роботизированного космического корабля« Луна-2 »в 1959 году была обеспокоенность тем, что Луна может быть покрыта пылью низкой плотности, в которую могут погрузиться любые будущие астронавты. Однако мы должны помнить, что дистанционные наблюдения видимых длин волн таких объектов, как Европа, исследуют только самые дальние микроны поверхности ».
Таким образом, хотя Европа и Энцелад могут иметь поверхности со слоем частиц льда низкой плотности, это не исключает, что их внешние оболочки являются твердыми. В конце концов, приземлителям могут быть вынуждены бороться только с тонким слоем снега при посадке в эти миры. Более того, если эти частицы являются результатом действия струи или действия между внутренней частью и поверхностью, они могут содержать те самые биомаркеры, которые ищут зонды.
Конечно, необходимы дальнейшие исследования, прежде чем любые роботы-приземлители будут отправлены в такие органы, как Европа и Энцелад. В ближайшие годы Космический телескоп Джеймса Вебба будет проводить исследования этих и других спутников в течение первых пяти месяцев службы. Это будет включать в себя создание карт Галилеевых Лун, раскрытие информации об их термической и атмосферной структуре и поиск на их поверхностях признаков шлейфов.
Данные, которые JWST получает с помощью своего передового набора спектроскопических и ближних инфракрасных приборов, также обеспечат дополнительные ограничения для условий их поверхности. И с другими миссиями, такими как предложенные ЕКА Европа Клипер проводя полеты этих лун, нет недостатка в том, что мы можем извлечь из них.
Помимо того, что они важны для любых будущих миссий в ASSB, результаты этого исследования, вероятно, также будут полезны, когда речь идет о наземной геоинженерии. По сути, ученые предположили, что антропогенное изменение климата можно смягчить путем введения оксида алюминия в атмосферу, компенсируя тем самым излучение, поглощаемое выбросами парниковых газов в верхних слоях атмосферы. Изучив свойства этих зерен, это исследование может помочь информировать будущие попытки смягчить изменение климата.
Это исследование стало возможным благодаря отчасти контракту, предоставленному Лабораторией реактивного движения НАСА для PSI. Этот контракт был заключен в поддержку группы приборов НАСА Cassini Saturn Orbiter Visual и Infrared Mapping Spectrometer.
