Za dziesięć lat dwie sondy NASA mogą być w drodze do dwóch potencjalnych oaz życia w Układzie Słonecznym.
Jak na razie agencja planuje wystrzelenie sondy w kierunku księżyca Jowisza – Europy na początku lat dwudziestych, a teraz rozważa także misję do księżyca Saturna – Enceladusa, która mogłaby wystartować pod koniec 2021 roku. Wielu astrobiologów uważa, że Europa i Enceladus pod lodową skorupą skrywają oceany płynnej wody i są najlepszymi w Układzie Słonecznym miejscami do poszukiwania życia pozaziemskiego.
Rozważany projekt misji do Enceladusa znanej jako Enceladus Life Finder (ELF), to jeden z ponad dwudziestu misji koncepcyjnych walczących o wsparcie w ramach prowadzonego przez NASA programu misji Discovery, w ramach którego w przestrzeń kosmiczną wysyłane są stosunkowo nisko-budżetowe misje do ciał Układu Słonecznego.
W przyszłym miesiącu NASA zawęzi listę kandydatów do kilku projektów, a ostateczną decyzję o wyborze podejmie we wrześniu 2016 roku. Zespół stojący za projektem ELF – który jak sama nazwa wskazuje skupiałby się na poszukiwaniu aktywności biologicznej na Enceladusie – uważa, że ich projekt ma duże szanse powodzenia.
„Uważamy, że mamy największe szanse powodzenia w poszukiwaniu oznak życia pozaziemskiego ze wszystkich obecnie rozważanych misji,” mówi główny naukowiec projektu ELF – Jonathan Lunine z Cornell University.
W 2005 roku sonda Cassini orbitująca wokół Saturna zauważyły gejzery lodu wodnego, soli i związków organicznych zawierających węgiel tryskające z południowego regionu biegunowego Enceladusa.
Owe dżety napędzane intensywnym przyciąganiem grawitacyjnym Saturna łączą się ze sobą w „pióropusze” sięgające daleko w przestrzeń. De facto właśnie w ten sposób Enceladus zasila materię tworzącą pierścień E wokół Saturna.
Naukowcy uważają, że lodowe dżety mają swoje źródło w podpowierzchniowym oceanie, a to daje szansę zebrania próbek materii ze środowiska mającego potencjał utrzymania życia bez potrzeby lądowania na powierzchni.
I taki właśnie miałby być cel misji ELF.
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=PoeFmGPOpTo&w=853&h=480]
„To darmowe próbki,” mówi Lunine o pióropuszach. „Nie musimy lądować, drążyć, topić ani nic podobnego.”
Sonda Cassini wielokrotnie przelatywała przez pióropusze jednak nie jest wyposażona w sprzęt umożliwiający poszukiwanie życia. ELF badałby możliwość istnienia życia w oceanie Enceladusa oraz poszukiwał dowodów aktywności biologicznej.
W tym celu sonda ELF wyposażona byłaby w dwa spektrometry masowe; jeden będzie przystosowany do badania cząsteczek gazu w gejzerach, a drugi skupiłby się na drobinach pyłu. Instrumenty te badałyby aminokwasy, kwasy tłuszczowe, metan i inne cząsteczki – umożliwiając wykonanie trzech niezależnych testów na istnienie aktywności biologicznej.
„Pozytywne wyniki wszystkich trzech testów bardzo mocno świadczyłyby o obecności życia w Enceladusie,” napisał zespół ELF w artykule zaprezentowanym w ramach 46. konferencji Lunar and Planetary Science Conference, w marcu w Woodlands, w stanie Teksas.
„Projekt ELF może odpowiedzieć na najważniejsze pytanie wszystkich nauk kosmicznych w ramach programu Discovery i stanowi wyjątkową możliwość odkrycia życia pozaziemskiego w ramach niskobudżetowego projektu,” dodają. (Niezależnie od tego, która misja zostanie wybrana w tej rundzie programu Discovery, limit budżetu wynosi 450 mln USD.)
Czwarty test na obecność życia też powinien się zmieścić w tym limicie, mówi Lunine. Aktualne plany ELF skupiają się na stworzeniu instrumentu, który byłby przeznaczony do określenia chiralności aminokwasów. Całe życie na Ziemi wykorzystuje aminokwasy lewoskrętne; znalezienie podobnej zależności w próbce pozaziemskiej stanowiłoby zatem silny wskaźnik życia pozaziemskiego – mówią astrobiolodzy.
W przypadku gdyby NASA wybrała projekt ELF, sonda byłaby gotowa do 2020 roku i mogłaby wystartować w tym lub w następnym roku. Podstawowy projekt zakłada wysłanie ELF na pokładzie rakiety United Launch Alliance Atlas V, w trwającą 9.5 roku podróż do Saturna (oczywiście podróż byłaby dużo krótsza, jeżeli udałoby się sondę wysłać na pokładzie aktualnie rozwijanej rakiety SLS (Space Launch System)).
ELF weszłaby na orbitę wokół Saturna, a następnie przeleciała przez pióropusze Enceladusa od 8 do 10 razy w ciągu trzech lat. Podczas przelotów sonda zbliżałaby się do powierzchni Enceladusa na odległość zaledwie 50 kilometrów.
ELF stanowi logiczną kontynuację misji Cassini i w dużej mierze wykorzystuje dane uzyskane przez tą sondę, choć są to dwie zupełnie różne misje. Sonda Cassini o rozmiarach autobusu kosztowała 3.2 miliarda USD i wyposażona jest w 12 instrumentów pokładowych. Co więcej Cassini napędzana jest trzema termoelektrycznymi generatorami (RTG), które zamieniają ciepło rozpadu radioaktywnego plutonu-238 na elektryczność. Sonda ELF byłaby napędzana promieniowaniem słonecznym z uwagi na fakt, że NASA w trosce o coraz mniejsze zasoby plutonu-238, zakazała wykorzystania napędu nuklearnego w ramach tego programu Discovery.
Żadna sonda napędzana promieniowaniem słonecznym jeszcze nie wykonywała swoich zadań tak daleko w Układzie Słonecznym. Sonda Juno w przyszłym roku zostanie najdalej operującą sondą napędzaną promieniowaniem słonecznym gdy dotrze do Jowisza w lipcu przyszłego roku.
Jednak Lunine uważa, że energia słoneczna całkowicie wystarczy do wypełnienia celów misji ELF jednak nie podaje szczegółów technicznych z uwagi na dużą konkurencję w ramach programu Discovery.
Jak sam zauważa – zademonstrowanie zdolności zasilania słonecznego w rejonie Saturna samo w sobie stanowi cel naukowy, bowiem paliwa jądrowego zawsze będzie mało, a tym samym będzie zarezerwowane dla misji, które bez niego nie mają szans powodzenia, takich jak badania Tytana czy podróże do Neptuna.
Misja NASA do Europy, która jak dotąd nie doczekała się oficjalnej nazwy, także będzie wykorzystywała napęd słoneczny. Misja, której koszt szacuje się na 2 miliardy USD obejmuje sondę umieszczoną na orbicie wokół Jowisza, która wykona 45 przelotów w pobliżu Europy w czasie dwóch i pół roku.
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=rdXGifkQ1xY&w=853&h=480]
Lunine wraz ze swoją grupą nie są jedynymi naukowcami zainteresowanymi badaniem Enceladusa.
Jeden z zespołów pracuje nad sondą o nazwie JET – Journey to Enceladus and Titan, która miałaby badać potencjał podtrzymania życia przez oba księżyce. Inny zespół badawczy rozwija koncepcję misji o nazwie Life Investigation for Enceladus (LIFE), w ramach której celem byłoby przywiezienie na Ziemię próbek pobranych z gejzerów Enceladusa.
Jednak ani JET ani LIFE nie zostały zaproponowane NASA w ramach ostatniego naboru wniosków do programu Discovery. Zespół LIFE nie podjął wyzwania bowiem uważa, że do realizacji misji niezbędny jest napęd nuklearny. Zespół nadal pracuje nad koncepcją misji i planuje złożyć wniosek w trakcie kolejnego naboru.
Źródło: Mike Wall / space.com