اقترحت وكالة ناسا ووكالات فضائية أخرى بعض المهمات الطموحة والمثيرة للاهتمام حقًا للعقود القادمة. من بين هذه ، ربما تتضمن أكثر المهام طموحًا مهام استكشاف ' عوالم المحيط 'للنظام الشمسي. داخل هذه الأجسام ، والتي تشمل قمر المشتري أوروبا وقمر زحل إنسيلادوس ، افترض العلماء أن الحياة يمكن أن توجد في المحيطات الداخلية للمياه الدافئة.
بحلول عشرينيات وثلاثينيات القرن الحالي ، من المتوقع أن تصل البعثات الروبوتية إلى هذه العوالم وتنطلق عليها ، وأخذ عينات من الجليد واستكشاف أعمدةها بحثًا عن علامات المؤشرات الحيوية. لكن بحسب أ دراسة جديدة من قبل فريق دولي من العلماء ، قد تحتوي أسطح هذه الأقمار على أسطح منخفضة الكثافة للغاية. بعبارة أخرى ، قد يكون الجليد السطحي للقمر يوروبا وإنسيلادوس أيسر من أن يهبط عليه.
الدراسة بعنوان ' المحاكاة المعملية لأسطح الكواكب: فهم الخصائص الفيزيائية للثرى من الملاحظات الضوئية عن بعد '، تم نشره مؤخرًا في المجلة العلميةإيكاروس. قاد هذه الدراسة روبرت إم نيلسون ، كبير العلماء في معهد علوم الكواكب (PSI) وتضم أعضاء من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا ، و جامعة ولاية كاليفورنيا بوليتكنيك في بومونا ، وجامعات متعددة.
عرض الفنان لمهمة Europa Lander محتملة ، والتي من شأنها استكشاف سطح القمر الجليدي في العقود القادمة. الائتمان: NASA / JPL-Caltech
من أجل دراستهم ، سعى الفريق إلى تفسير سلوك الاستقطاب السلبي غير المعتاد بزوايا طور منخفضة والذي تمت ملاحظته لعقود من الزمن عند دراسة أجسام عديمة الغلاف الجوي. يُعتقد أن سلوك الاستقطاب هذا ناتج عن جزيئات ساطعة دقيقة الحبيبات. لمحاكاة هذه الأسطح ، استخدم الفريق ثلاثة عشر عينة من مسحوق أكسيد الألومنيوم (Al²O³).
يعتبر أكسيد الألومنيوم نظيرًا ممتازًا للثرى الموجود في أجسام نظام الألديبو الهوائية العالية (ASSB) ، والتي تشمل يوروبا وإنسيدالوس بالإضافة إلى كويكبات إيوكريتية مثل 44 Nysa و 64 أنجلينا. بعد ذلك ، أخضع الفريق هذه العينات لفحوصات قياس ضوئي باستخدام مقياس ضوئي غونيومتر في كلية جبل سان انطونيو .
ما وجدوه هو أن الحبيبات اللامعة التي تشكل سطوح يوروبا وإنسيلادوس ستقاس بجزء بسيط من الميكرون ولها مساحة فارغة تبلغ حوالي 95٪. يتوافق هذا مع مادة أقل كثافة من الثلج المتساقط حديثًا ، والذي يبدو أنه يشير إلى أن سطح هذا القمر ناعم جدًا. بطبيعة الحال ، هذا لا يبشر بالخير لأي مهمات قد تحاول الهبوط على سطح أوروبا أو إنسيلادوس.
ولكن كما أوضح نيلسون في PSI خبر صحفى ، فهذه ليست بالضرورة أخبارًا سيئة ، وقد أثيرت مثل هذه المخاوف من قبل:
'بالطبع ، قبل هبوط القمر 2 مركبة فضائية آلية في عام 1959 ، كان هناك قلق من أن القمر قد يكون مغطى بغبار منخفض الكثافة قد يغرق فيه أي رواد فضاء في المستقبل. ومع ذلك ، يجب أن نضع في اعتبارنا أن أرصاد الطول الموجي المرئي عن بُعد لأجسام مثل يوروبا تقوم فقط بسبر الميكرونات الخارجية للسطح '.
إنسيلادوس بكل مجده. أعلنت وكالة ناسا أن القمر إنسيلادوس ، القمر الجليدي لكوكب زحل ، يحتوي على الهيدروجين في محيطاته. الصورة: ناسا / مختبر الدفع النفاث / معهد علوم الفضاء
لذا ، في حين أن القمر يوروبا وإنسيلادوس قد يكون لهما أسطح بطبقة من جزيئات الجليد منخفضة الكثافة ، فلا يستبعد أن تكون قشرتهما الخارجية صلبة. في النهاية ، قد تُجبر مركبات الهبوط على التعامل مع ما لا يزيد عن طبقة رقيقة من الثلج عند الهبوط على هذه العوالم. علاوة على ذلك ، إذا كانت هذه الجسيمات ناتجة عن نشاط عمود أو عمل بين الداخل والسطح ، فيمكنها الاحتفاظ بالعلامات الحيوية ذاتها التي تبحث عنها المجسات.
بالطبع ، هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات قبل إرسال أي مركبة هبوط آلية إلى أجسام مثل يوروبا وإنسيلادوس. في السنوات القادمة ، تلسكوب جيمس ويب الفضائي سيتم إجراء دراسات لهذه الأقمار وغيرها خلال أول خمسة أشهر في الخدمة . وسيشمل ذلك إنتاج خرائط لأقمار الجليل ، وكشف أشياء عن هيكلها الحراري والغلاف الجوي ، والبحث في أسطحها عن علامات الأعمدة.
ستوفر البيانات التي يحصل عليها JWST من خلال مجموعته المتقدمة من أدوات التحليل الطيفي والأشعة تحت الحمراء القريبة قيودًا إضافية على ظروف سطحها. ومع مهام أخرى مثل وكالة الفضاء الأوروبية المقترحة أوروبا كليبر إجراء عمليات طيران لهذه الأقمار ، فلا يوجد نقص في ما يمكن أن نتعلمه منها.
بالإضافة إلى كونها مهمة لأية بعثات مستقبلية إلى ASSBs ، فمن المحتمل أيضًا أن تكون نتائج هذه الدراسة ذات قيمة عندما يتعلق الأمر بمجال الهندسة الجيولوجية الأرضية. في الأساس ، اقترح العلماء أنه يمكن التخفيف من تغير المناخ الناتج عن الأنشطة البشرية عن طريق إدخال أكسيد الألومنيوم في الغلاف الجوي ، وبالتالي تعويض الإشعاع الذي تمتصه انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي العلوي. من خلال فحص خصائص هذه الحبوب ، يمكن أن تساعد هذه الدراسة في توجيه المحاولات المستقبلية للتخفيف من تغير المناخ.
أصبحت هذه الدراسة ممكنة بفضل العقد الذي قدمه مختبر الدفع النفاث التابع لناسا إلى PSI. تم إصدار هذا العقد لدعم NASA Cassini Saturn Orbiter مطياف رسم الخرائط المرئي والأشعة تحت الحمراء فريق الصك.
قراءة متعمقة: معهد علوم الكواكب و إيكاروس