Einige wirklich interessante und ehrgeizige Missionen wurden von der NASA und anderen Weltraumagenturen für die kommenden Jahrzehnte vorgeschlagen. Zu den vielleicht ehrgeizigsten zählen Missionen zur Erforschung der „Ozeanwelten“ des Sonnensystems. In diesen Körpern, zu denen Jupiters Mond Europa und Saturnmond Enceladus gehören, haben Wissenschaftler theoretisiert, dass Leben in Warmwasser-Innenmeeren existieren könnte.
In den 2020er und 2030er Jahren sollen Robotermissionen diese Welten erreichen und sich auf sie setzen, Eisproben entnehmen und ihre Federn auf Anzeichen von Biomarkern untersuchen. Laut einer neuen Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams können die Oberflächen dieser Monde jedoch Oberflächen mit extrem geringer Dichte aufweisen. Mit anderen Worten, das Oberflächeneis von Europa und Enceladus könnte zu weich sein, um darauf zu landen.
Die Studie mit dem Titel „Laborsimulationen von Planetenoberflächen: Verständnis der physikalischen Eigenschaften von Regolithen aus photopolarimetrischen Fernbeobachtungen“ wurde kürzlich in der Fachzeitschrift veröffentlicht Ikarus. Die Studie wurde von Robert M. Nelson, dem Senior Scientist am Planetary Science Institute (PSI), geleitet und umfasste Mitglieder des Jet Propulsion Laboratory der NASA, der California Polytechnic State University in Pomona und mehrerer Universitäten.
Für ihre Studie versuchte das Team, das ungewöhnliche negative Polarisationsverhalten bei niedrigen Phasenwinkeln zu erklären, das seit Jahrzehnten bei der Untersuchung atmosphärischer Körper beobachtet wurde. Es wird angenommen, dass dieses Polarisationsverhalten das Ergebnis extrem feinkörniger heller Partikel ist. Um diese Oberflächen zu simulieren, verwendete das Team dreizehn Proben Aluminiumoxidpulver (Al²O³).
Aluminiumoxid gilt als ausgezeichnetes Analogon für Regolithen, die auf hochaldebo-luftlosen Sonnensystemkörpern (ASSB) gefunden werden, zu denen Europa und Encedalus sowie eukritische Asteroiden wie 44 Nysa und 64 Angelina gehören. Das Team unterzog diese Proben dann photopolarimetrischen Untersuchungen unter Verwendung des goniometrischen Photopolarimeters am Mt. San Antonio College.
Sie fanden heraus, dass die hellen Körner, aus denen die Oberflächen von Europa und Enceladus bestehen, etwa einen Bruchteil eines Mikrometers messen und einen Hohlraum von etwa 95% haben würden. Dies entspricht einem Material, das weniger dicht ist als frisch gefallener Schnee, was darauf hindeutet, dass diese Monde sehr weiche Oberflächen haben. Dies ist natürlich kein gutes Zeichen für Missionen, die versuchen würden, sich auf der Oberfläche von Europa oder Enceladus niederzulassen.
Aber wie Nelson in der Pressemitteilung des PSI erklärte, sind dies nicht unbedingt schlechte Nachrichten, und solche Befürchtungen wurden bereits früher laut:
„Natürlich gab es vor der Landung des Roboter-Raumfahrzeugs Luna 2 im Jahr 1959 Bedenken, dass der Mond mit Staub geringer Dichte bedeckt sein könnte, in den zukünftige Astronauten versinken könnten. Wir müssen jedoch berücksichtigen, dass Fernbeobachtungen von Objekten wie Europa mit sichtbarer Wellenlänge nur die äußersten Mikrometer der Oberfläche untersuchen. “
Während Europa und Enceladus möglicherweise Oberflächen mit einer Schicht aus Eispartikeln niedriger Dichte aufweisen, schließt dies nicht aus, dass ihre Außenschalen fest sind. Am Ende könnten Lander gezwungen sein, mit nichts anderem als einer dünnen Schneedecke zu kämpfen, wenn sie sich auf diesen Welten niederlassen. Wenn diese Partikel das Ergebnis von Federaktivität oder -wirkung zwischen dem Inneren und der Oberfläche sind, können sie außerdem genau die Biomarker enthalten, nach denen die Sonden suchen.
Natürlich sind weitere Studien erforderlich, bevor Roboterlander an Körper wie Europa und Enceladus geschickt werden. In den kommenden Jahren wird die James Webb Weltraumteleskop wird in den ersten fünf Monaten seines Dienstes Studien zu diesen und anderen Monden durchführen. Dazu gehört die Erstellung von Karten der Galiläischen Monde, die Aufdeckung von Informationen über ihre thermische und atmosphärische Struktur sowie die Suche auf ihren Oberflächen nach Anzeichen von Federn.
Die Daten, die das JWST mit seiner fortschrittlichen Suite von spektroskopischen Instrumenten und Instrumenten im nahen Infrarot erhält, werden auch zusätzliche Einschränkungen für ihre Oberflächenbedingungen bieten. Und mit anderen Missionen wie den von der ESA vorgeschlagenen Europa Clipper Wenn wir Vorbeiflüge dieser Monde durchführen, gibt es keinen Mangel an dem, was wir von ihnen lernen können.
Die Ergebnisse dieser Studie sind nicht nur für zukünftige Missionen bei ASSBs von Bedeutung, sondern dürften auch im Bereich der terrestrischen Geotechnik von Wert sein. Im Wesentlichen haben Wissenschaftler vorgeschlagen, den anthropogenen Klimawandel durch Einbringen von Aluminiumoxid in die Atmosphäre zu mildern und so die durch Treibhausgasemissionen in der oberen Atmosphäre absorbierte Strahlung auszugleichen. Durch die Untersuchung der Eigenschaften dieser Körner könnte diese Studie dazu beitragen, zukünftige Versuche zur Eindämmung des Klimawandels zu unterstützen.
Diese Studie wurde teilweise dank eines Vertrags ermöglicht, den das Jet Propulsion Laboratory der NASA an das PSI vergeben hatte. Dieser Vertrag wurde zur Unterstützung des NASA Cassini Saturn Orbiter Visual und Infrared Mapping Spectrometer Instrumententeams ausgestellt.
