Anfang dieser Woche veranstaltete die NASA die „ Planetary Science Vision 2050 Workshop “ in ihrem Hauptsitz in Washington, DC. Dieser Workshop, der von Montag bis Mittwoch – 27. Februar bis 1. März – läuft, war es, der internationalen Gemeinschaft die Pläne der NASA für die Zukunft der Weltraumforschung vorzustellen. Im Zuge der vielen Präsentationen, Reden und Podiumsdiskussionen wurden viele interessante Vorschläge geteilt.
Darunter waren zwei Präsentationen, die den Plan der NASA zur Erforschung des Jupitermondes skizzierten Europa und andere Eismonde. In den kommenden Jahrzehnten hofft die NASA, Sonden zu diesen Monden zu schicken, um die Ozeane zu untersuchen, die unter ihrer Oberfläche liegen, von denen viele glauben, dass sie außerirdisches Leben beherbergen könnten. Mit Missionen zu den „Ozeanwelten“ des Sonnensystems können wir endlich das Leben jenseits der Erde entdecken.
Das erste der beiden Treffen fand am Montagmorgen, dem 27. Februar, statt und trug den Titel „ Explorationspfade für Europa nach ersten In-Situ-Analysen für Biosignaturen “. Im Verlauf der Präsentation teilte Kevin Peter Hand – stellvertretender leitender Wissenschaftler für Sonnensystemerkundung am Jet Propulsion Laboratory der NASA – Ergebnisse aus einem Bericht der 2016 Europa Lander Wissenschaftsdefinitionsteam .
Künstlerische Darstellung einer möglichen zukünftigen Mission zur Landung einer Robotersonde auf der Oberfläche von Jupiters Mond Europa. Credits: NASA/JPL-Caltech
Dieser Bericht wurde von der NASA erstellt Abteilung Planetologie (PSD). Diese Studien, die als Science Definition Team (SDT)-Berichte bekannt sind, werden routinemäßig lange vor Beginn der Missionen durchgeführt, um ein Verständnis für die Art der Herausforderungen und deren Auswirkungen zu gewinnen.
Hand war nicht nur Co-Vorsitzender des Wissenschaftsdefinitionsteams, sondern leitete auch das Wissenschaftsteam des Projekts, dem Mitglieder des JPL und des California Institute of Technology (Caltech) angehörten. Der von ihm und seinen Kollegen erstellte Bericht wurde fertiggestellt und der NASA am 7. Februar 2017 , und skizzierte mehrere Ziele für wissenschaftliche Studien.
Wie im Verlauf der Präsentation angedeutet wurde, waren diese Ziele dreifach. Die erste würde die Suche nach Biosignaturen und Lebenszeichen durch Analysen von Europas Oberfläche und oberflächennahem Material beinhalten. Die zweite wäre, In-situ-Analysen durchzuführen, um die Zusammensetzung von eisfreiem Material in der Nähe des Untergrunds zu charakterisieren und die Nähe von flüssigem Wasser und kürzlich ausgebrochenem Material in der Nähe des Standorts des Landers zu bestimmen.
Das dritte und letzte Ziel wäre die Charakterisierung der Oberflächen- und Untergrundeigenschaften und der dynamischen Prozesse, die für ihre Gestaltung verantwortlich sind, um zukünftige Explorationsmissionen zu unterstützen. Wie Hand erklärte, sind diese Ziele eng miteinander verbunden:
„Sollten Biosignaturen im Oberflächenmaterial gefunden werden, wäre der direkte Zugang zu und die Erforschung der Ozean- und Flüssigwasserumgebungen Europas ein vorrangiges Ziel für die astrobiologische Untersuchung unseres Sonnensystems. Europas Ozean würde das Potenzial für die Erforschung eines bestehenden Ökosystems bergen, das wahrscheinlich einen zweiten, unabhängigen Ursprung des Lebens in unserem eigenen Sonnensystem darstellt. Die anschließende Exploration würde Roboterfahrzeuge und Instrumente erfordern, die in der Lage sind, auf die bewohnbaren Flüssigwasserregionen in Europa zuzugreifen, um die Untersuchung des Ökosystems und der Organismen zu ermöglichen.“
Künstlerische Darstellung eines hypothetischen Kryobots (ein Roboter, der Wassereis durchdringen kann) in Europa. Bildnachweis: NASA
Mit anderen Worten, wenn die Lander-Mission Lebenszeichen in Europas Eisschild entdeckt und aus Material, das durch Wiederaufstiegsereignisse von unten aufgewühlt wurde, würden zukünftige Missionen – höchstwahrscheinlich mit Roboter-U-Booten – definitiv montiert werden. In dem Bericht heißt es auch, dass alle Funde, die auf Leben hinweisen, bedeuten würden, dass der Schutz des Planeten eine wichtige Voraussetzung für jede zukünftige Mission wäre, um die Möglichkeit einer Kontamination zu vermeiden.
Aber Hand räumte natürlich auch ein, dass der Lander möglicherweise kein Lebenszeichen findet. Wenn ja, wies Hand darauf hin, dass zukünftige Missionen die Aufgabe haben würden, „ein besseres Verständnis des grundlegenden geologischen und geophysikalischen Prozesses auf Europa zu erlangen und wie sie den Materialaustausch mit dem Ozean Europas modulieren“. Andererseits behauptete er, dass selbst ein Null-Ergebnis (d. h. nirgendwo Lebenszeichen) ein wichtiger wissenschaftlicher Fund sein würde.
Seit dem Reisen Sonden entdeckten erstmals mögliche Anzeichen eines inneren Ozeans auf Europa, haben Wissenschaftler von dem Tag geträumt, an dem eine Mission möglich sein könnte, das Innere dieses mysteriösen Mondes zu erkunden. Um feststellen zu können, dass Leben nicht existiert, könnte es nicht weniger bedeutsam sein, Leben zu finden, da beides uns helfen würde, mehr über das Leben in unserem Sonnensystem zu erfahren.
Der Bericht des Wissenschaftsdefinitionsteams wird auch Gegenstand einer Townhall-Sitzung am 2017 Mond- und Planetarische Wissenschaftskonferenz (LPSC) – die vom 20. bis 24. März in The Woodlands, Texas, stattfindet. Die zweite Veranstaltung findet am 23. April im Astrobiologie-Wissenschaftskonferenz (AbSciCon) in Mesa, Arizona statt. Klicke hier um den vollständigen Bericht zu lesen.
Der Saturnmond Enceladus ist ein weiteres beliebtes Ziel für geplante Missionen, da angenommen wird, dass er potenziell außerirdisches Leben beherbergen kann. Bildnachweis: NASA/JPL/Space Science Institute
Die zweite Präsentation mit dem Titel „ Roadmaps zu Ocean Worlds “ fand später am Montag, den 27. Februar, statt. Diese Präsentation wurde von Mitgliedern der Roadmaps zu Ocean Worlds (ROW)-Team, das von Dr. Amandra Hendrix – einer leitenden Wissenschaftlerin am Planetary Science Institute in Tuscon, Arizona – und Dr. Terry Hurford, einem Forschungsassistenten der NASA . geleitet wird Direktion für Wissenschaft und Forschung (SED).
Als Spezialist für UV-Spektroskopie von Planetenoberflächen hat Dr. Hendrix mit vielen NASA-Missionen zusammengearbeitet, um eisige Körper im Sonnensystem zu erforschen – einschließlich der Galilei und Cassini Sonden und die Mondaufklärer-Orbiter (LRO). Dr. Hurford hingegen ist spezialisiert auf die Geologie und Geophysik eisiger Satelliten sowie auf die Auswirkungen von Bahndynamik und Gezeitenspannungen auf ihre inneren Strukturen.
Gegründet im Jahr 2016 von NASAs Bewertungsgruppe Äußere Planeten (OPAG) wurde ROW beauftragt, den Grundstein für eine Mission zu legen, die „Ozeanwelten“ auf der Suche nach Leben anderswo im Sonnensystem erforschen wird. Während der Präsentation legten Hendrix und Hurford die Erkenntnisse aus der ROW-Bericht , das im Januar 2017 fertiggestellt wurde.
In diesem Bericht heißt es: „Wir definieren eine ‚Ozeanwelt‘ als einen Körper mit einem fließenden Ozean (nicht unbedingt global). Alle Körper in unserem Sonnensystem, die plausibel einen Ozean haben können oder bekannt sind, werden als Teil dieses Dokuments betrachtet. Die Erde ist eine gut untersuchte Meereswelt, die als Referenz („Ground Truth“) und Vergleichspunkt verwendet werden kann.“
Der Zwergplanet Ceres wird in diesen Falschfarben-Renderings gezeigt, die Unterschiede in den Oberflächenmaterialien hervorheben. Das Bild ist auf die hellsten Punkte von Ceres am Krater Occator zentriert. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Nach dieser Definition sind Einrichtungen wie Europa, Ganymed, Kallisto, und Enceladus wären alle brauchbare Ziele für die Erkundung. Es ist bekannt, dass diese Welten alle unterirdische Ozeane haben, und in den letzten Jahrzehnten gab es überzeugende Beweise, die auf das Vorhandensein organischer Moleküle und präbiotischer Chemie auch dort hindeuten. Triton , Pluto, Ceres und Dion werden alle erwähnt alsKandidatOzeanwelten basierend auf dem, was wir über sie wissen.
Titan wurde im Rahmen der Präsentation ebenfalls besonders erwähnt. Zusätzlich zu einem inneren Ozean wurde sogar gewagt, dass auf seiner Oberfläche extremophile methanogene Lebensformen existieren könnten:
„Obwohl Titan einen großen unterirdischen Ozean besitzt, verfügt es auch über ein reichhaltiges Angebot an organischen Arten und Oberflächenflüssigkeiten, die leicht zugänglich sind und exotischere Lebensformen beherbergen könnten. Darüber hinaus kann Titan vorübergehend flüssiges Oberflächenwasser aufweisen, wie z. B. Aufprallschmelzbecken und frische kryovulkanische Strömungen, die sowohl mit festen als auch mit flüssigen organischen Oberflächenmaterialien in Kontakt stehen. Diese Umgebungen bieten einzigartige und wichtige Orte für die Erforschung der präbiotischen Chemie und möglicherweise der ersten Schritte zum Leben.“
Letztendlich besteht das Streben der ROW nach Leben auf „Ozeanwelten“ aus vier Hauptzielen. Dazu gehört die Identifizierung von Ozeanwelten im Sonnensystem, was bedeuten würde, zu bestimmen, welche der Welten und Kandidatenwelten zum Studium gut geeignet sind. Die zweite besteht darin, die Natur dieser Ozeane zu charakterisieren, was die Bestimmung der Eigenschaften der Eishülle und des flüssigen Ozeans einschließen würde und was die Flüssigkeitsbewegung in ihnen antreibt.
Künstlerische Konzeption der Titan Aerial Daughtercraft auf dem Saturnmond Titan. Bildnachweis: NASA
Das dritte Unterziel besteht darin, festzustellen, ob diese Ozeane über die notwendige Energie und präbiotische Chemie verfügen, um das Leben zu unterstützen. Und das vierte und letzte Ziel wäre herauszufinden, wie in ihnen Leben existieren könnte – also ob es sich um extremophile Bakterien und winzige Organismen handelt oder um komplexere Kreaturen. Hendrix und Hurford befassten sich auch mit den technologischen Fortschritten, die für die Durchführung solcher Missionen erforderlich sind.
Natürlich würde eine solche Mission die Entwicklung von Energiequellen und Energiespeichersystemen erfordern, die für kryogene Umgebungen geeignet sind. Auch autonome Systeme für die punktgenaue Landung und Technologien für die Luft- oder Landmobilität wären erforderlich. Planetenschutztechnologien wären notwendig, um eine Kontamination zu verhindern, und elektronische/mechanische Systeme, die auch in einer Meereswelt überleben können,
Obwohl diese Präsentationen nur Vorschläge dafür sind, was in den kommenden Jahrzehnten passieren könnte, ist es immer noch spannend, davon zu hören. Nicht zuletzt zeigen sie, wie die NASA und andere Weltraumbehörden aktiv mit wissenschaftlichen Institutionen auf der ganzen Welt zusammenarbeiten, um die Grenzen des Wissens und der Erforschung zu verschieben. Und in den kommenden Jahrzehnten erhoffen sie sich erhebliche Sprünge.
Wenn alles gut geht und Erkundungsmissionen nach Europa und anderen Eismonden möglich sind, könnten die Vorteile unermesslich sein. Neben der Möglichkeit, Leben jenseits der Erde zu finden, werden wir viel über unser Sonnensystem und zweifellos mehr über den Platz der Menschheit im Kosmos erfahren.
