Спустя почти три года с тех пор, как в Цереру прибыла миссия НАСА «Рассвет», у космического корабля закончилось топливо. Не пора ли подумать об отправке еще одной миссии на планету гномов?
Космический корабль Dawn стоимостью 467 миллионов долларов был запущен в 2007 году с целью изучения двух крупнейших объектов в поясе астероидов - Весты и Цереры. Изучив астероид Веста с орбиты в течение примерно года, он перешел к Церере, самой маленькой карликовой планете в Солнечной системе и самой большой космической скале, вращающейся вокруг пояса астероидов.
Находясь на орбите в Церере, Доун обнаружил, что планета гномов имеет сотни странных ярких пятен, содержит много водяного льда и имеет органические молекулы (основные строительные блоки для жизни) на своей поверхности. К концу миссии, однако, ученым все еще оставались некоторые большие вопросы о Церере и о том, что она может рассказать нам о возможностях жизни за пределами Земли - вопросы, на которые можно было бы ответить с помощью последующей поездки на поверхность. [Фотографии: астероид Веста и космический корабль НАСА для рассвета]
«Я думаю, что те вопросы, которые мы собираемся оставить, вероятно, потребуют перехода на поверхность, потому что с орбиты вы можете многое узнать», - говорит Пол Шенк, участвующий ученый в миссии «Рассвет» в Университете. Исследовательская ассоциация при Лунном и планетарном институте в Хьюстоне рассказала Space.com.
В частности, Шенк сказал, что хотел бы увидеть миссию, направленную на исследование кратера оккатора, кратера шириной 57 миль (92 километра), содержащего самое большое и яркое из пятен Цереры. Как и другие яркие пятна на Церере, Кратер Оккатор содержит соленые отложения, которые остались, когда соленая вода разбрызгивалась из-под земли, а затем замерзала на поверхности. Это открытие миссии «Рассвет» показало, что внутри Цереры теплее, чем считали ученые. По словам Шенка, в случае кратера Оккатор, недавнее воздействие, вероятно, было источником этого тепла.
По словам Шенка, наиболее распространенным минералом в кратере Оккатор является карбонат натрия, который также широко распространен в местах на Земле, где наблюдается гидротермальная активность - в таких местах, как Йеллоустонский национальный парк, «где, как известно, процветают определенные виды бактерий». Тем не менее, он сказал, что "довольно маловероятно", что микробная жизнь существует на Церере, потому что тепло, генерируемое в результате ударов, не длится достаточно долго, чтобы жизнь развивалась. «Удар генерирует достаточно тепла, чтобы растопить лед и создать подземные воды, которые затем могут циркулировать в центральной области», - сказал он, но «зона тепла сокращается до тех пор, пока вода не уйдет и не замерзнет» в течение десятков тысяч до нескольких миллионов лет. Здесь, на Земле, самые ранние формы жизни возникли через 700 миллионов лет после образования Земли.
Независимо от того, способна ли Церера принимать жизнь - вероятность, которую ученые не исключили и не подтвердили на данный момент, - гидротермальные процессы, наблюдаемые на карликовой планете, могли бы помочь ученым понять аналогичные процессы на других телах в солнечной системе, как на луне Юпитера Европа или лунный спутник Сатурна Энцелад - два главных претендента на место возможной жизни за пределами Земли. Элементы, напоминающие высохшие гидротермальные жерла на Марсе, также могли бы поддерживать жизнь когда-то в истории планеты. Подобно бактериям, которые живут в глубоководных гидротермальных жерлах на Земле, организмы, живущие с подобными геологическими особенностями в другом мире, не нуждаются в солнечном свете, чтобы выжить. Вместо этого они будут полагаться на геотермальную энергию, такую как гидротермальные жерла и тектоника плит.
В случае с Церерой получение геотермальной энергии является ударом по другим крупным космическим камням. «Гидротермальные реакции с водой явно поднимают минералы на поверхность», - сказал Шенк. «Чтобы понять, как этот процесс работает на других планетах, включая Марс, вернуться назад и понять, что химия и эта физика - физический процесс того, что на самом деле происходит, как эти материалы доставляются на поверхность и какие реакции происходят - Это будет важно для понимания гидротермальных процессов во всей Солнечной системе. У нас есть много этой информации здесь, на Земле, но химия земной коры сильно отличается от того, что происходит на Церере ».
Посадка и ровинг на Церере
По словам Шенка, из-за того, что оккаторный кратер содержит некоторые дразнящие подсказки об условиях, необходимых для возникновения жизни в других мирах, ученые надеются послать посадочный аппарат для дальнейшего изучения наиболее захватывающей особенности Цереры, сказал Шенк. В идеале, в любых будущих миссиях должен быть небольшой марсоход, подобный тому, который приземлился на астероид Рюгу в сентябре.
«Он должен был бы быть в состоянии взять некоторые инструменты, которые могут дать вам некоторую диагностическую информацию о составе, так что он должен был бы пережить посадку, и, вероятно, должен был бы иметь возможность перемещаться, чтобы добраться до конкретного интересующего места». «Потому что вы должны безопасно приземлиться, но затем вы должны пойти в интересную область, которая может быть сложной», сказал Шенк. (Например, японской миссии Hayabusa2 в Рюгу было сложно найти безопасную посадочную площадку на удивительно скалистой поверхности астероида.)
В то время как Dawn мог изучать Цереру только с орбиты, достигая ближайшей высоты 22 миль (35 км), космический корабль на поверхности мог узнать больше о составе планеты-карлика, отобрав образец и проанализировав его на месте или внутри самого космического корабля. Dawn использовал спектрометры, чтобы определить, какие элементы находятся на поверхности планеты-карлика, но в этих измерениях "преобладают те материалы, которые являются спектрально активными, те, которые обнаруживают полосы поглощения на определенных длинах волн", а углеродистые материалы не проявляются хорошо в этих измерениях Сказал Шенк. «Углеродистые материалы часто довольно мягкие, поэтому нам, вероятно, придется спуститься на поверхность, чтобы найти их».
Ученые работали над предварительными планами следующей миссии в Цереру с 2008 года, или за семь лет до того, как Рассвет станет первым космическим кораблем, посетившим планету гномов. Предложенная миссия под названием «Церера Полярная Ландер» отправит комбо орбитального аппарата на Цереру, сбросив его на северном полюсе в поисках подсказок о жизни. Миссия будет использовать те же самые методы мягкой посадки, которые НАСА использовало для посадки космического корабля на Марс.
Команда исследователей из европейской аэрокосмической производственной компании Thales Alenia Space и Нантского университета во Франции представила концепцию миссии Ceres Polar Lander на Европейском конгрессе по планетарной науке в 2008 году.
Когда впервые был предложен Полярный Церера, ученые подумали, что северный полюс Цереры будет наиболее интересным местом для изучения. Однако это произошло задолго до того, как Дон обнаружил кратер Оккатор, который сейчас, пожалуй, самое интересное место на Церере.
В настоящее время ни одно космическое агентство не планирует отправлять еще одну миссию в Цереру, но это может измениться теперь, когда миссия Dawn закончилась. Любые предложенные миссии НАСА должны будут пройти длительный процесс проверки, прежде чем их можно будет выбрать для отправки на Цереру, но в то же время у ученых есть много данных от Рассвета, чтобы просеять, сказал Шенк. «Мы только начинаем понимать Цереру… потребуется время, чтобы понять, что мы на самом деле видим».
