Dynamiske missioner til de ydre planeters måner

U.S.A. & Europa planlægger større robotekspedition til Jupiter eller Saturn - på Mars' bekostning

Craig Covault

NASA og European Space Agency er igang med hurtig udvikling af en flagskibsindsats, der kunne rejse rundt mellem de store isbjerge og isdækkede oceaner på Jupiters måne Europa eller levere et luftskib, som fra lav højde kunne tage billeder, og en miniature undervandsbåd til at sondere methansøerne på Saturns måne Titan.

       Hold fra U.S.A. og Europa mødes i denne uge i Wien for at detaljere Titan/Saturn begreberne; et lignende defintionsmøde vil blive holdt i Rom den 21. - 24. april for at vægte Jupiter/Europa begreberne.

       Resultaterne vil blive gennemgået på NASA Jet Propulsion Laboratory den 8. - 9. maj og i Los Angeles den 12. - 15. maj.

       Et større møde om instrumenter, som skal holdes på JPL 3. - 5. juni, vil så begynde på den endelige definition af missionen til udvælgelse i november og inkludering i det nye NASA budget. Begge missioner vil være kraftcentre af avancerede teknologier.

       Og begge vil udforske, om liv har fået fodfæste fjernt fra Jorden i varme, vandige "Shangri-La'er" dybt skjult i de store planeters frosne riger, hvor en mild dag er -120C.

       Lederne af de ydre planeters flagskib vil ikke "hænge fast på stationen" - sidde fast i hængedyndet i et eftertænksomt, langsomt program som rumfærgen/International Space Station indsatsen.

       Derfor vil de ydre planeters flagskib blive gjort klart efter et hurtigt skema, som er konstrueret til at tage afsted fra Cape Canaveral i 2016 og (meget som Cassini rumfartøjet) ankomme til enten Jupiter eller Saturn, henholdsvis 500 millioner og 1 milliard miles fra Jorden, ikke over syv år senere.

       Det er næsten samme skema, som NASA ser for begyndelsen af bemandede flyvninger i jordkredsløb via dets Constellation program til erstatning af rumfærgen ved brug af ældre teknologier. Det vil være det efterfølgende trin til fornyelse af de bemandede operationer på Månen, kun 240.000 miles væk.

       NASA vil bruge 2 milliarder dollar på flyvningen, mens ESA og muligvis Japan og Rusland vil bidrage med 1 milliard dollar.

To missioner konkurrerer:

· Europa/Jupiter System Mission (EJSM) ville involvere et kredsløbsmodul(orbiter) omkring jupitermånen Europa, som søger efter tegn på liv i et ocean, man mener findes under terrænet med isbjerge. Den orbiter ville optegne ethvert kendetegn ved Europa, mens en eller to andre EJSM orbitere ville cirkle om Jupiter for at studere den gigantiske planet og dens andre måner. ESA har betegnet EJSM flyvningen "LaPlace." Hvis den godkendes, vil den følge direkte efter NASA's 700-millioner dollar Juno Jupiter atmosfæriske videnskabelige orbiter, som planlægges opsendt i 2011.

· Titan/Saturn System Mission (TSSM) ville tage billeder af søer, floder og andet usædvanligt terræn på Saturn's gådefulde måne, som er dækket af organiske forbindelser - det tidlige livs byggesten. Missionen ville samle sig om en "Montgolfier" varmluftsballon, der ville svæve i måske to år i lav højde i Titan's methanatmosfære.

Billedballonen ville også bære to eller tre overfladesonder med en levetid på to dage, der kunne kastes på områder af særlig interesse. En sonde, methansø båden, eller undervandsbåd, ville udforske en af de mest bizarre overflader i solsystemet.

En ledsagende TSSM orbiter ville kredse om Saturn og fokusere på Enceladus.

Cassini's dyk gennem sydpolens vandgeysere, som springer højt over Saturn's måne Enceladus, (se fig.) har vitaliseret eftersøgningen af liv på de ydre planeters måner. Cassini's opdagelser viste, at geyserne består af vand og organiske forbindelser, der kunne understøtte liv, og at temperaturerne under overfladen, hvor de dukker frem, muligvis kunne opretholde livsformer, som kendes på Jorden.

NASA/JPL

En computer grafik, skabt med Cassini data om Saturns måne Enceladus, illustrerer den umådelige skala af dens vandskyer ved sydpolen, hvor data også viser, at relativt varme temperaturer under overfladen og kemien kunne understøtte liv.

Cassini's data fra Titan giver den mission en konkurrencefordel.

       Radaren fortsætter med at returnere data om Titan, som viser søer, floder, strømme og kendetegn på bjerge, der ligner dem, man finder på Jorden, især området i det sydvestlige Afrika, siger forskerne.

       På Titan, næsten en milliard miles fra Jorden, hvor temperaturerne er -140C, er sådanne kendetegn imidlertid forårsaget af en regn af methan. Målinger af erosion viser, at det ikke blot regner methan, men at det til tider strømmer voldsomt, fortalte Casini forskere på 39th Lunar and Planetary Science Conference (LPSC) i Houston i marts. Mere end 1.500 udforskningsledere og forskere fra hele verden deltog.

       Mange var forbavsede over at se bjergtoppe på op til 2.000 meter som pletter på Titan, nogle med skråninger på 30-50 grader. Usædvanligt udbredt, lavt, ujævnt, "kringlet" terræn kan være efterladt fra månens dannelse, som forårsagede skrumpning af skorpen.

       Der er bjergkæder, områder med store, lave bakker og flade erosionsbjerge med stejle sider. Radarbilleder viser ekstremt afvekslende terræn omkring Titans sydpol med søer, kanaler, aflejret terræn og mulige nedslagskratere såvel som vidnesbyrd om cryovulkanisme. Der er også tørre søbunde mage til dem, der er strøet ud over det vestlige U.S.A.

       Radaren har ikke samme høje opløsning som den europæiske Huygens lander, der viste ekstremt komplekst terræn med strømme, mens den dalede ned mod en fugtig kystlinie.

       Men radarens opløsning er god nok til at vise, at lignende kendetegn på strømme er udbredte på månen.

Titan's nordpol domineres imidlertid af store methansøer med dusinvis af bugter "der ville være en passende ankerplads for enhvers sejlbåd," siger en forsker. Dybden af methan i søerne er et godt stykke over 1 meter.

       Forskerne prøvede at finde områder på Jorden, der er analoge med dem på Titan, givet en analyse af fordampningen derude, som efterlader fugtige eller tørre søbundsområder foruden brønd-formede søer, strømme og bjergterræn i middelstørrelse.

       De bestemte, at det skulle være et halvtørt område (i relativ forstand), hvor man skulle huske på, at Titan er en frossen verden med strømmende methan, ikke vand.

       Ved sammenligning med NASA Landsat's og den europæiske Envisat's radarbilleder i lavere opløsning af områder på Jorden, opdagede Cassini forskerne, at grænsen, hvor det nordlige Namibia og det sydlige Angola mødes, ser meget ud som Titan med hensyn til blandingen af størstedelen af terrænet, strømmes og søers egenskaber.

       Men en flagskibsmission til de ydre planeter kommer på bekostning af lignende høje budgetter for Mars, netop som to vigtige Mars rumfartøjers udvikling er i nød.

       I en uafhængig, anden situation med financiering af Mars, der kunne have slukket for enten Spirit eller Opportunity på marsoverfladen, fratrådte Alan Stern, som ledede NASA Science Mission Directorate, fra NASA, da administrator Mike Griffin omgjorde en beslutning, der kunne have sat en rover på et sidespor men hjulpet andre rumvidenskabsmål.

       Stern mente, at det var den eneste måde at råde bod på en overordnet ubalance i videnskabelig financiering forårsaget af nedskæringer fra det Hvide Hus og Kongressen.

       Nogle ESA ledere er også indviklet i tummelen, som er passende for Mars som den mytologiske krigsgud.

       NASA og europæiske Mars ledere og forskere er bekymrede over, at i lyset af nedskæringerne vil NASA's Mars robot-prøve-retur mission, som er planlagt til omkring 2020, blive udført i en skrabet version.

       De bekymrer sig også om passende opfølgningsfinanciering til at holde Mars udforskningen på dens nuværende tempo.

       "Mars samfundet mister et program, der er bygget op møjsommeligt gennem det sidste årti," siger Louis Friedman, direktør for The Planetary Society, en stor rum-lobbyist gruppe.

       "Vi prøver at sælge Mars i Europa, men nu har vi fået benene kappet af," fortalte Frances Westall, leder af astrobiologi på Europas Institute for Scientific and Technical Information, Griffin i et LPSC møde, hvor 300 deltog.

       Det fremkaldte et skarpt svar fra administratoren om at give en politisk belæring midt i det, der skulle have været et møde med spørgsmål og svar.

       TEMPERAMENTERNE FLAMMER OP, fordi Mars forbliver Bush administrationens endelige mål i Vision for Space Exploration. Der er også udviklet en kadre af international Mars duelighed.

       Faktisk kom en review gruppe, der fornylig mødtes på Stanford University for at overveje alternative Vision mål, frem til fordel for endnu mere vægt på Mars.

       Men en nylig undersøgelse af National Academy of Sciences, der bedømte NASA's måne- og planetudforskning, gav NASA et lille "D" for dets planer om udforskning af de ydre planeter, mens Mars modtog et "A."

       Griffin siger, at han var nødt til at tage fat på ubalancen. Og for at gøre det, har han behov for at nedskære Mars financieringen i omkring fem år til et niveau på 350 millioner dollar om året og forøge financieringen af de ydre planeter.

       Dette var Mars programmets tidligere middeltal forud for udviklingen af den store Mars Science Laboratory (MSL) rover, som er planlagt til opsendelse i 2009 (udsat til efterår 2011, o.a.) og som skal drives af plutonium fra Rusland.

       Men nu er MSL på tynd is hvad angår financiering og bliver måske udskudt til opsendelse i 2011, siger Griffin.

       Som den nye mission til de ydre planeter er MSL Mars programmets flagskib i dette årti.

       NASA ledere siger, at blot fordi Mars er et Bush Vision mål, aflyser det ikke U.S.A.'s ansvar for at lede flagskibsmissioner til de ydre planeter. Sådanne missioner begynder at involvere en søgen efter fremmede livsformer, som dem der også søges efter på Mars.

Fra Aviation Week and Space Technology,14. April 2008, siderne 30-32.

5. december, 2008.

Index