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"Ocean Worlds:" The Hunt for Aliens Closer to Home



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Por cerca de um século, cientistas e astrônomos têm procurado evidências de vida fora da Terra usando meios indiretos. Nos últimos sessenta anos, temos sido capazes de procurá-lo usando meios diretos, usando espaçonaves robóticas para pesquisar bioassinaturas em todo o Sistema Solar.

E embora nossos esforços não tenham sido bem-sucedidos até agora, podemos nos consolar em saber que mal tocamos a superfície. E é perfeitamente possível que estejamos procurando nos lugares errados. Como criaturas terrestres, podemos ser perdoados por pensar que é provável que exista vida em planetas rochosos com bastante água.

RELACIONADO: DEVEMOS PROCURAR ALIENS QUE UTILIZAM ESTRELAS COM BURACO NEGRO

Mas, como os cientistas começaram a suspeitar desde a década de 1970, a melhor aposta para encontrar vida em nosso Sistema Solar pode na verdade estar abaixo da superfície de algumas de suas muitas luas geladas.

O que são "Ocean Worlds"?

Por definição, os mundos oceânicos são corpos que possuem fontes abundantes de água. Dado que 71% da superfície do nosso planeta é coberta por água, a Terra é um bom exemplo de um "mundo oceânico". Curiosamente, Marte e Vênus também tinham oceanos em sua superfície, mas estes foram perdidos quando os planetas passaram por mudanças significativas em seu clima.

Como a água é essencial para a vida como a conhecemos, os mundos oceânicos como a Terra há muito são considerados muito raros e preciosos. Mas a partir da década de 1970, as missões robóticas revelaram que os oceanos também podem existir sob a superfície das luas geladas no Sistema Solar exterior. As primeiras a serem descobertas foram as maiores luas de Júpiter, também conhecidas como luas da Galiléia (em homenagem ao seu fundador, Galileu Galiléia).

Combinado com um rico ambiente químico que contém elementos essenciais à vida (oxigênio, carbono, fósforo, metano, etc.) e mecanismos de aquecimento interno, os cientistas começaram a especular que esses corpos poderiam sustentar vida. Nas últimas décadas, foram feitas propostas para o envio de missões robóticas a esses corpos em busca de sinais de vida ("bioassinaturas").

Em 2004, a NASA fundou o Outer Planets Assessment Group (OPAG), encarregado de identificar as prioridades científicas e os caminhos para a exploração no sistema solar externo. Em 2016, a OPAG fundou o grupo Roadmaps to Ocean Worlds (ROW), que teve a tarefa de lançar as bases para uma missão de explorar “mundos oceânicos” em busca de vida.

Os objetivos e do resto do mundo foram resumidos em uma apresentação intitulada “Exploration Pathways for Europa after Initial In-Situ Analysis for Biosignatures”, que foi entregue no “Planetary Science Vision 2050 Workshop” na NASA HQ em Washington, DC.

Esses objetivos foram publicados online em um estudo de 2019 intitulado "The NASA Roadmap to Ocean Worlds", que foi liderado por Amanda Hendrix do Planetary Science Institute e Terry Hurford do NASA Goddard Space Flight Center. Como eles declararam:

Para efeitos de ROW (Roadmap to Ocean Worlds), e para limitar a extensão de um futuro programa Ocean Worlds, definimos um "mundo oceânico" como um corpo com um oceano líquido atual (não necessariamente global). Todos os corpos em nosso sistema solar que plausivelmente podem ter ou são conhecidos por ter um oceano serão considerados como parte deste documento. A Terra é um mundo oceânico bem estudado que pode ser usado como referência ("verdade fundamental") e ponto de comparação. ”

Mundos oceânicos em nosso sistema solar:

Atualmente, a NASA determinou que pode haver até nove mundos oceânicos dentro do Sistema Solar, embora seja possível que haja ainda mais. Eles incluem Ceres, Europa, Ganimedes, Calisto, Enceladus, Dione, Titã, Tritão, Plutão - uma combinação de luas geladas e planetas menores gelados.

Acredita-se que todos esses mundos possuem oceanos internos que existem entre a superfície do gelo e a fronteira núcleo-manto. Uma característica interessante sobre esses mundos é o quanto deles consiste em água e gelo. Na Terra, a água representa apenas 1% do diâmetro total do planeta. Mas nessas luas e planetas menores, varia entre 55% (Europa) e 90% (Ganimedes e Enceladus)

Além disso, na Terra, a parte mais profunda do oceano está localizada no Pacífico ocidental; especificamente, uma região conhecida como Challenger Deep. Esta região está localizada no extremo sul da Fossa das Marianas, e tem aproximadamente 11.000 m (36.200 pés) profundamente. Compare isso com oceanos que podem chegar a cerca de 100 km (62 milhas) de profundidade, com mais água salgada do que todos os oceanos da Terra juntos.

Quanto mais? Considere Europa, que está na extremidade inferior da escala. Suas camadas de gelo e água do oceano têm um volume estimado de cerca de três quatrilhões de quilômetros cúbicos (3 × 10 ^ 18 m³), ​​o que é um pouco mais do que o dobro do volume combinado de todos os oceanos da Terra. No outro extremo da escala está Ganimedes, que tem um volume estimado de gelo e água 39 vezes maior do que a Terra.

Além da água, esses mundos também possuem compostos voláteis (ou seja, dióxido de carbono, metano, amônia), moléculas biológicas e aquecimento interno causado pela atividade geotérmica ou pela decomposição de elementos radioativos. Essa combinação de água, moléculas biológicas e energia torna essas luas possíveis candidatas na busca por vida extraterrestre.

Ceres:

O planeta anão Ceres é o maior objeto no Cinturão de Asteróides Principal, bem como o maior objeto entre Marte e Júpiter. Na verdade, quando foi descoberto por Giuseppe Piazzi em 1801, foi o primeiro membro do Cinturão de Asteróides a ser observado. Pelos próximos dois séculos, ele continuaria a ser referido como um "asteróide".

No entanto, com o Grande Debate do Planeta no início dos anos 2000, Ceres foi reclassificado. Assim como Plutão e outros corpos esféricos que não limparam suas órbitas, Ceres passou a ser designado como "planeta anão" (ou planeta menor), de acordo com a resolução aprovada durante a 26ª Assembleia Geral da União Astronômica Internacional (IAU).

Com base em seu tamanho e densidade, Ceres acredita ser diferenciado entre um núcleo composto de minerais e metais de silicato e um manto composto de gelo. Além disso, existem várias linhas de evidência que suportam a existência de um oceano de água líquida no interior da Cere, que estaria localizado na fronteira núcleo-manto.

Por exemplo, os cientistas detectaram quantidades significativas de íons hidróxido perto do pólo norte de Cere, que podem ser o produto do vapor de água sendo quimicamente dissociado pela radiação solar ultravioleta. Várias fontes de vapor de água também foram detectadas em torno das latitudes médias.

Estes podem ser o resultado de gelo de superfície que foi sublimado devido a impactos de cometas, ou de erupções criovulcânicas resultantes de calor interno e pressurização subterrânea.

Além disso, dados de infravermelho na superfície indicaram a presença de carbonato de sódio e menores quantidades de cloreto de amônio ou bicarbonato de amônio. Esses materiais podem ter se originado da cristalização de salmouras que atingiram a superfície por baixo.

A presença de amônia, um anticongelante natural que Ceres é conhecido por ter, pode ser a forma como esse oceano interior permanece em estado líquido. É estimado em 100 km (62 mi) de profundidade e pode conter até 200 milhões de km³ (48 mi³) de água. Isso é quase três vezes mais água doce que existe na Terra - 35 milhões de km³ (8,4 milhões de mi³).

As chances de que esse corpo pudesse suportar vida em seu interior? Não está claro neste momento, mas vale a pena verificar!

Callisto:

Acredita-se que Calisto, a mais externa das Luas Galileanas de Júpiter, também abriga um oceano em seu interior. Como Ceres, acredita-se que este oceano exista devido à existência de quantidades suficientes de amônia em seu interior, bem como à possível presença de elementos radioativos cuja decomposição fornece o calor necessário.

A existência deste oceano é hipotetizada com base no fato de que o poderoso campo magnético de Júpiter não penetra além da superfície de Calisto. Isso sugere que há uma camada de fluido altamente condutivo sob a camada de gelo que tem pelo menos 10 km (6,2 mi) de profundidade. No entanto, permitindo quantidades suficientes de amônia, pode ter até 250 - 300 km (155 - 185 mi) de profundidade.

Se verdadeiro, isso significaria que Calisto é aproximadamente partes iguais de material rochoso e gelo de água, cujo gelo constitui cerca de 49-55% da lua e o gelo de água com voláteis (como amônia) constitui 25-50% de sua massa superficial total. Abaixo deste oceano hipotético, o interior de Calisto parece ser composto de rochas e gelos comprimidos, com a quantidade de rocha aumentando com a profundidade.

Isso significa que Calisto é apenas parcialmente diferenciado, com um pequeno núcleo de silicato não maior que 600 km (370 mi) cercado por uma mistura de gelo e rocha. Não é uma grande aposta para encontrar vida, mas a missão de explorar o oceano interior seria de valor inestimável!

Europa:

Europa é a lua que deu início a tudo! Por décadas, o consenso científico tem sido que abaixo da superfície desta lua jupiteriana (e galileana) existe um oceano de água líquida, provavelmente localizado na fronteira manto-núcleo. Acredita-se que o mecanismo para isso seja a flexão das marés, onde o poderoso campo gravitacional de Júpiter faz com que o núcleo rochoso e metálico de Europa experimente atividade geotérmica.

Essa atividade pode levar à formação de fontes hidrotermais no fundo do oceano, onde o calor e os minerais do interior são injetados no oceano. Na Terra, acredita-se que tais aberturas sejam onde existiu a vida mais antiga (o que é indicado por bactérias fossilizadas que datam de cerca de 4,28 bilhões de anos atrás).

De forma semelhante, as fontes hidrotermais em Europa poderiam dar origem a formas de vida semelhantes, como bactérias extremas e, possivelmente, formas de vida ainda mais complexas.

A existência desse oceano interior é apoiada por várias linhas de evidências reunidas por uma variedade de missões robóticas. Isso inclui modelos geológicos que antecipam a flexão das marés no interior e imagens tiradas por sondas que revelaram um "terreno caótico" em Europa, onde o terreno é cruzado por faixas e cristas e é notavelmente liso.

Há também a maneira como as plumas periódicas de água vêm rompendo a superfície da Europa e atingindo até 200 km (120 mi) de altura - mais de 20 vezes a altura do Monte. Everest! Eles aparecem quando Europa está em seu ponto mais distante de Júpiter (periapsia) e são causados ​​por forças de maré.

Usando esses dados, os cientistas desenvolveram uma série de modelos para descrever o ambiente interno de Europa. Cada um deles tem implicações para a possível existência de vida e nossa capacidade de encontrar evidências disso na superfície.

No "modelo de gelo fino", a camada de gelo tem apenas alguns quilômetros de espessura - 200 m (650 pés) em alguns lugares - e o contato entre a subsuperfície e a superfície é uma característica regular. Esse contato seria responsável pela produção do famoso Europa "terreno do caos", que são considerados finas seções de gelo sobre vastos lagos de água.

No “modelo de gelo espesso”, que é mais favorecido, o contato entre o oceano e a superfície é raro e só ocorre sob cristas abertas. Entre esses dois modelos, os cientistas estimam que a crosta de Europa tem algo entre 10-30 km (6-19 mi) de espessura, enquanto seu oceano líquido se estende a uma profundidade de cerca de 100 km (60 mi).

Devido a esta combinação de água líquida, moléculas orgânicas e química, e aquecimento interno, Europa é considerada uma das melhores candidatas para encontrar vida fora da Terra.

Ganimedes:

Outra lua joviana, também uma das galileus, é Ganimedes, que bate o recorde de ser aquosa! Outra coisa que diferencia esta lua é o campo magnético intrínseco - que é algo que nenhuma outra lua (ou planeta rochoso) possui - e uma atmosfera que experimenta auroras.

Como Europa, acredita-se que esta lua tenha um núcleo composto de metais e minerais de silicato, que se flexiona devido à interação com a gravidade de Júpiter para criar aquecimento interno. Esse calor é o que permite um oceano de água líquida localizado na fronteira núcleo-manto.

Ao todo, acredita-se que Ganimedes consiste em partes iguais de material rochoso e água gelada, com a água respondendo por 46-50% da massa da lua e 50-90% da massa da superfície.

Além de outras linhas de evidência, a presença de um oceano dentro de Ganimedes foi confirmada por leituras obtidas por missões robóticas sobre como a aurora de Ganimedes se comporta. Essas auroras são afetadas pelo campo magnético de Ganimedes (algo que nenhuma outra lua possui) que, por sua vez, é afetado pela presença de um grande oceano subterrâneo composto de água salgada.

De acordo com leituras feitas por sondas robóticas, acredita-se que o interior da lua seja diferenciado entre um núcleo interno sólido medindo até 500 km (310 mi) de raio (e composto de ferro e níquel) e um núcleo externo de ferro líquido e sulfeto de ferro . Acredita-se que a convecção neste núcleo externo é o que alimenta o campo magnético intrínseco de Ganimedes.

A camada externa de gelo é a maior de todas, medindo um raio estimado de 800 km (497 milhas). Se essas estimativas forem precisas, então Ganimedes possui os oceanos mais profundos do Sistema Solar. Quanto a se esses oceanos poderiam ou não abrigar vida, isso continua sendo altamente especulativo.

Encélado:

Aqui temos uma entrada mais recente para o clube "Ocean Worlds". Em 2005, a missão Cassini da NASA notou a existência de jatos de água emanando do hemisfério sul desta lua em torno de uma série de feições conhecidas como "Tiger Stripes". Essas listras correspondem a depressões lineares na superfície do gelo, onde o criovulcanismo força a água para a superfície.

Desde aquela época, os cientistas cogitaram a possibilidade de que Enceladus tenha um oceano de água líquida sob sua crosta gelada. Com base nas medições da gravidade conduzidas pela missão Cassini, os cientistas estimam que ela se estende a uma profundidade de cerca de 10 km (6,2 milhas) abaixo da superfície e que as plumas superficiais se estendem até ela.

A análise das plumas indicou que elas são capazes de dispensar 250 kg (lbs) de vapor d'água por segundo a velocidades de até 2.189 km / h, o que lhes permite chegar até 500 km (310 mi) no espaço. A intensidade dessas erupções varia significativamente com base nas mudanças na órbita de Enceladus.

Quando Enceladus está na apoapsis (mais distante de Saturno), as fissuras através das quais as erupções viajam estão sob menor pressão, o que faz com que se abram mais amplamente. Acredita-se que as próprias plumas se originem de câmaras subterrâneas na fronteira núcleo-manto, onde a atividade geotérmica mantém o oceano.

Ainda mais impressionante é o fato de que a análise espectroscópica revelou a presença de metano e de hidrocarbonetos simples nas plumas, além de minerais hidratados. Todos esses elementos são essenciais para a vida como a conhecemos e podem indicar que existem colônias de formas de vida simples no interior de Encélado.

Titã:

A maior lua de Saturno é conhecida por ter um ciclo de metano muito semelhante ao ciclo da água da Terra - onde o metano existe na superfície como lagos, evapora para formar nuvens e retorna à superfície na forma de chuvas de hidrocarbonetos. Ao todo, Titã contém mais hidrocarbonetos em sua atmosfera e em sua superfície do que todos os depósitos de petróleo da Terra juntos.

Ao mesmo tempo, também foi descoberto que Titã tem condições pré-bióticas e química orgânica em sua superfície, o que pode ser indicativo de vida. Além disso, Titã poderia ter um oceano de água líquida abaixo de sua superfície que também poderia sustentar vida. Assim como Calisto, acredita-se que o interior de Titã seja diferenciado e composto de partes iguais de gelo de água e material / metais rochosos.

No centro está um núcleo de 3.400 km (~ 2100 mi) de material rochoso hidratado rodeado por camadas compostas por diferentes formas de gelo cristalizado e níveis mais profundos de gelo de alta pressão. Acima disso reside um oceano líquido de até 200 km (125 mi) de espessura e composto de água e amônia, o que permitiria que a água permanecesse no estado líquido mesmo quando as temperaturas estivessem abaixo de zero.

Tal como acontece com outros "mundos oceânicos", a existência deste oceano subsuperficial é apoiada por várias linhas de evidência. Isso inclui o fato de que a superfície da lua é muito lisa e jovem, onde a maioria das características datam de 100 milhões a 1 bilhão de anos, uma indicação de atividade geológica que renova a superfície.

Outro indicador é a evidência de criovulcanismo, que pode ser responsável por parte do metano atmosférico. Uma vez que a quantidade de metano líquido na superfície é considerada insuficiente para as concentrações gasosas na nebulosa atmosfera de Titã, acredita-se que uma fonte interna também desempenhe um papel.

O caso da vida em Titã permanece altamente especulativo e envolveria formas de vida extremas que são muito exóticas para os padrões da Terra. No entanto, simulações de laboratório levaram à ideia de que existe material orgânico suficiente em Titã para iniciar uma evolução química análoga ao que se pensa ter iniciado a vida na Terra.

Dione:

Esta lua de Saturno foi estudada pela primeira vez pelo Voyager 1 e 2 sondas espaciais enquanto passavam pelo sistema de Saturno em 1980 e 1981. Foi posteriormente estudado pelo Cassini missão, que conduziu cinco sobrevôos da lua entre 2005 e 2015.

O que essas missões revelaram foi um satélite com terreno plano, o que é visto como uma indicação de recapeamento e renovação endogênica. Combinado com modelos construídos por cientistas da NASA, acredita-se que o núcleo de Dione experimenta um aquecimento das marés que aumenta à medida que se aproxima de Saturno em sua órbita. Isso pode significar que Dione tem um oceano de água líquida em seu limite núcleo-manto.

Tritão:

A maior lua de Netuno há muito permanece um mistério para os cientistas. Aproximadamente 55% da superfície de Triton é coberta com nitrogênio congelado, enquanto o gelo de água compreende 15-35%, enquanto o gelo de dióxido de carbono (também conhecido como "gelo seco") forma os restantes 10-20%. Traços de voláteis-chave também foram descobertos na crosta, que incluem metano e pequenas quantidades de amônia.

As medições de densidade sugerem que o interior de Tritão é diferenciado entre um núcleo sólido feito de material rochoso e metais e um manto e crosta compostos de gelo. É teorizado que, se houver elementos radioativos suficientes no interior, isso poderia fornecer energia suficiente para alimentar a convecção no manto, o que pode ser suficiente para manter um oceano subsuperficial.

A presença de elementos voláteis aumenta ainda mais essa possibilidade, e se calor suficiente for fornecido a partir do núcleo, pode ser que exista vida neste oceano interior.

Plutão:

Com base em dados obtidos pela missão New Horizon da NASA, os cientistas agora acreditam que a estrutura interna de Plutão poderia ser diferenciada entre um núcleo de material rochoso e metal que mede cerca de 1700 km de diâmetro (70% do planeta), que é cercado por um manto de gelo composto de água, nitrogênio e outros voláteis.

Mais uma vez, a presença de elementos radioativos suficientes no núcleo pode significar que o interior de Plutão é quente o suficiente para manter um oceano interior. Tal como acontece com outros mundos oceânicos, este estaria localizado no limite núcleo-manto e é estimado em 100 a 180 km (62 a 112 milhas) de espessura.

Exploração anterior:

Todos os mundos oceânicos suspeitos do Sistema Solar já foram explorados no passado. Alguns foram explorados mais extensivamente por várias missões robóticas ao longo das últimas décadas. Outros, entretanto, foram explorados muito raramente ou apenas recentemente.

Júpiter:

A exploração da Europa e outras luas de Júpiter começou com a NASA Pioneer 10 e 11 nave espacial, que conduziu sobrevoos do sistema de Júpiter em 1973 e 1974, respectivamente. Elas forneceram as primeiras fotos em close de Europa e outras luas Júpiter, mas em baixa resolução.

Os dois Viajante sondas se seguiram, viajando através do sistema Jovian em 1979 e fornecendo imagens mais detalhadas da superfície gelada de Europa. Essas imagens revelaram as características do "terreno do caos" de Europa, o que gerou especulações de que a lua poderia abrigar um oceano interior. Modelos geofísicos que analisaram a força gravitacional de Júpiter na lua e a flexão da maré resultante apoiaram essa interpretação.

Entre 1995 e 2003, NASA's Galileo A sonda orbitou Júpiter e forneceu o exame mais detalhado das luas galileanas, que incluiu numerosos voos sobrevoando Europa. Foi esta missão que foi responsável por detectar o momento magnético fraco de Europa, que indicava que uma camada de material altamente eletricamente condutor existe no interior de Europa. A explicação mais plausível para isso era um grande oceano subterrâneo de água salgada líquida.

Saturno:

Em 1979, o Pioneer 11 passam pelo sistema de Saturno e medem a massa e a atmosfera de Titã. Em 1980 e 1981 (respectivamente), Voyager 1 e 2 conduziu um estudo mais detalhado da atmosfera de Titã e revelou características claras e escuras em sua superfície (que mais tarde viriam a ser conhecidas como regiões de Xanadu e Shangri-la).

Entre 2004 e 2017, o Cassini-Huygens missão forneceria a visão mais detalhada e abrangente de Saturno e seu sistema de luas. Foi a primeira missão robótica a observar plumas em Enceladus em 2005, que os cientistas da missão concluíram ser uma indicação de um oceano interior e também o que foi responsável por reabastecer o anel E de Saturno com partículas de gelo.

O orbitador Cassini também conduziu vários sobrevôos de Titã e tirou as imagens de maior resolução da superfície de Titã. Isso permitiu aos cientistas discernir manchas de terreno claro e escuro que eram feições de Xanadu e Shangri-La, detectar fontes abundantes de líquido na região polar norte, na forma de lagos e mares de metano.

A Agência Espacial Europeia (ESA) Huygens O lander pousou na superfície em 14 de janeiro de 2005, o que fez de Titã o corpo mais distante da Terra que já teve uma missão robótica pousada nele. Enquanto o módulo de pouso só foi capaz de transmitir por 90 minutos, os dados enviados revelaram muito sobre a superfície de Titã.

Isso incluiu evidências de que muitas das características da superfície de Titã parecem ter sido formadas por fluidos em algum momento no passado. O módulo de pouso também forneceu informações sobre a região em que pousou, próximo à ponta mais oriental da região brilhante chamada Adiri. Isso inclui as “terras altas” que se acredita serem compostas principalmente de gelo de água e compostos orgânicos escuros.

Esses compostos são criados na alta atmosfera e podem descer da atmosfera de Titã com a chuva de metano e se depositar nas planícies ao longo do tempo. A sonda também obteve fotografias de uma planície escura coberta por pequenas rochas e seixos (compostos de gelo de água) que mostraram evidências adicionais de possível atividade fluvial (erosão líquida).

Outros mundos:

Apenas um punhado de missões explorou os outros mundos oceânicos do Sistema Solar. Isso inclui o Voyager 2 sonda, que realizou um sobrevoo de Tritão em 1989 como parte de sua excursão por Urano, Netuno e o Sistema Solar externo. Durante este sobrevôo, Voyager 2 reuniu dados que revelaram muito sobre a superfície e composição da lua, que ainda está sendo estudada hoje.

Entre 2015 e 2018, Ceres foi investigado por NASA's Dawn missão. Este orbitador se tornou a primeira missão a visitar um planeta anão e entrar em órbita em torno de dois destinos além da Terra - Ceres e Vesta, o segundo maior objeto no Cinturão de Asteróides Principal. Além de encontrar evidências de um possível oceano interior, o Alvorecer A missão confirmou que um oceano líquido pode ter coberto grande parte da superfície de Ceres.

Por último, mas não menos importante, é Plutão, que foi visitado pela primeira vez na história em 2015 pelo Novos horizontes missão. Esta missão forneceu as primeiras imagens claras da superfície de Plutão, revelando coisas sobre suas características de superfície, história geológica, composição, atmosfera e insinuando seus processos internos.

Futuras missões de exploração:

Por razões óbvias, várias missões foram propostas para explorar os mundos oceânicos do Sistema Solar ao longo do tempo. Olhando para o futuro, vários desses conceitos estão em desenvolvimento ou se aproximando da realização. Além disso, as missões de próxima geração que irão expandir os limites da exploração espacial também deverão desempenhar um papel no estudo dos Mundos Oceânicos.

Europa Clipper:

Em 2011, uma missão robótica para a Europa foi recomendada como parte do US Planetary Science Decadal Survey, um relatório solicitado pela NASA e pela National Science Foundation (NSF) para revisar o status da ciência planetária e propor missões que avançariam em sua exploração metas entre os anos de 2013 e 2022.

Em resposta, a NASA encomendou uma série de estudos para pesquisar a possibilidade do módulo de pouso Europa em 2012, juntamente com conceitos para uma espaçonave que poderia conduzir um sobrevôo da Europa e uma que estudaria a lua em órbita. Enquanto a proposta do orbitador se concentraria na ciência do “oceano”, a proposta do voo múltiplo se concentraria em questões relacionadas à química e energia internas de Europa.

Em julho de 2013, o Jet Propulsion Laboratory da NASA e o Laboratório de Física Aplicada apresentaram um conceito atualizado para uma missão Europa sobrevoada (chamada de Europa Clipper) Além de explorar Europa para investigar sua habitabilidade, o Clipper missão seria encarregada de selecionar locais para um futuro módulo de pouso. Ele não orbitará Europa, mas em vez disso orbitará Júpiter e conduzirá 45 sobrevôos de baixa altitude na Europa.

Em 13 de janeiro de 2014, o Comitê de Apropriações da Câmara anunciou um novo projeto de lei bipartidário que incluía US $ 80 milhões em financiamento para continuar os estudos do conceito da missão Europa. Em maio de 2015, a NASA anunciou oficialmente que havia aceitado o Europa Clipper proposta de missão, que seria lançada em algum momento na década de 2020.

Eles também revelaram que esta missão dependeria de um conjunto de instrumentos que incluiria um radar de penetração no gelo, um espectrômetro infravermelho de ondas curtas, um gerador de imagens topográfico e um espectrômetro de massa neutra e íon.

SUCO:

Em 2012, a Agência Espacial Europeia (ESA) anunciou que havia selecionado o Jupiter ICy moon Explorer (JUICE) conceito de missão, como parte do programa Cosmic Vision 2015-2025 da agência. Esta missão será lançada em 2022 e chegará a Júpiter em 2029, onde passará pelo menos três anos conduzindo observações detalhadas de Júpiter e das luas de Europa, Ganimedes e Calisto.

A missão realizaria vários voos sobrevoando Europa e Calisto, mas, no final das contas, estaria mais focada em Ganimedes. Isso será feito usando um conjunto que inclui câmeras, espectrômetros, um altímetro de laser, um instrumento de radar de penetração de gelo, um magnetômetro, monitores de plasma e partículas e hardware de ciência de rádio.

Europa Lander:

A NASA também fez planos nos últimos anos para um Europa Lander, um veículo robótico que seria semelhante ao Viking 1 e 2missões que exploraram Marte na década de 1970 usando uma combinação de órbita e sonda. A missão também contaria com tecnologias testadas pela Mars PathfinderEspírito, Oportunidade e Curiosidade rovers, particularmente aqueles projetados para procurar sinais de vida passada (também conhecido como "bioassinaturas").

Como seus predecessores, o Europa Lander iria investigar a habitabilidade de Europa e avaliar seu potencial astrobiológico, confirmando de uma vez por todas a existência de um oceano subterrâneo. Também se apoiaria em um conjunto de instrumentos para determinar as características da água dentro e abaixo da casca gelada de Europa.

Mas, claro, o maior objetivo desta missão seria procurar evidências de vida que poderiam ter vindo à superfície. Por este motivo, as regiões onde Europa experimenta atividade de plumas seriam um local ideal para pousar.

Embora nenhuma data tenha sido especificada para quando tal missão seria lançada ou chegaria a Europa, a missão é considerada de vital importância para exploração futura. Com toda a probabilidade, ele seguiria o rastro da missão Europa Clipper, pousando em um local selecionado pelo orbitador.

Titan Mare Explorer / Submarine:

A NASA e a comunidade astronômica também consideraram uma missão para explorar os lagos de metano de Titã (particularmente os maiores lagos de Kraken e Ligeia Mare) em busca de sinais de possível vida aquática. Um dos conceitos é a proposta conhecida como Titan Mare Explorer (TiME), um conceito que está sendo considerado pela NASA em conjunto com a Lockheed Martin.

Esta missão envolveria um módulo de pouso de baixo custo espirrando em um lago no hemisfério norte de Titã e flutuando na superfície do lago por 3 a 6 meses. Esta proposta foi rejeitada em 2012 em favor da Mars, de custo mais baixo Discernimento em vez disso, atingiu Marte em 2018.

Outra proposta para explorar os mares de metano em Titã é o Submarino Titan, um conceito que está sendo explorado pelo Centro de Pesquisa Glenn da NASA em conjunto com pesquisadores da Universidade Estadual de Washington. O plano é enviar este veículo para Titan nos próximos 20 anos, que então explorará lagos como Kraken Mare de forma autônoma em busca de possíveis evidências de vida.

Drones aéreos Titan:

Várias propostas também foram feitas para explorar a atmosfera de Titã usando plataformas aéreas ou uma combinação de balão e módulo de pouso. Isso inclui o Veículo Aéreo para Reconhecimento do Titã In-situ e Aerotransportado (AVIATR), que foi projetado pelo Dr. Jason Barnes e uma equipe de pesquisadores da Universidade de Idaho.

Este drone iria tirar imagens de alta definição da superfície de Titã para lançar luz adicional sobre a geologia. Ao final da missão, o avião tentará pousar nas dunas de Titã para coletar mais informações sobre essas características curiosas.

Há também a missão Titan Saturn System Mission (TSSM), uma proposta conjunta NASA / ESA para a exploração das luas de Saturno. Este conceito prevê um balão de ar quente flutuando na atmosfera de Titã e conduzindo pesquisas por um período de cerca de seis meses.

Como um conceito de Missão Flagship de Outer Planets, o design do TSSM consiste em três elementos - um orbitador da NASA, um módulo de pouso projetado pela ESA para explorar os lagos de Titã e um balão projetado pela ESA para explorar sua atmosfera. Infelizmente, este conceito perdeu para a Europa Jupiter System Mission (EJSM) em 2009.

Mais recentemente, uma proposta radical foi feita pelo Laboratório de Física Aplicada da Universidade John Hopkins (JHUAPL), que é conhecido como Libélula. Esta missão da classe New Frontiers envolveria um explorador robótico dual-quadricóptero que é capaz de decolagem e pouso vertical (VTOL) e alimentado por um reator nuclear.

Tal missão seria capaz de explorar a atmosfera de Titã, bem como conduzir a ciência na superfície, o que incluiria a exploração das misteriosas dunas e lagos de metano de Titã.

Telescópio espacial James Webb:

Com lançamento previsto para 2021, o JWST será o sucessor do Hubble, Spitzer, e Telescópio espacial Kepler. Como o telescópio espacial mais avançado até hoje e usando suas capacidades de imagem infravermelha de ponta, este telescópio terá objetivos científicos.

Isso incluirá sondar o Universo primitivo, examinar estrelas e exoplanetas distantes e também estudar os planetas do Sistema Solar. É neste último aspecto que o estudo dos mundos oceânicos entra em jogo. Quando implantado, o JWST dedicará parte do seu tempo de missão ao estudo de Europa e Enceladus.

Usando seus recursos avançados de imagem infravermelha, ele procurará assinaturas de infravermelho na superfície de ambas as luas para discernir a localização dos “pontos quentes”, que correspondem à atividade da pluma. Spectra obtained on thee plumes will help determine their composition and look for organic molecules and signs of life.

There's something exciting about the prospect of studying the Ocean Worlds that reside within in our cosmic backyard. On the one hand, these worlds may be the most likely place where we will find evidence of life beyond Earth. On the other, the various missions that are intended to explore them directly are all expected to happen within the next few decades.

For example, the JWST is scheduled to study moons like Europa and Enceladus just six months after it is deployed and has commenced its scientific operations. o Europa Clipper mission is scheduled for the mid-2020s, while missions to Titan are expected to happen by the 2030s.

In other words, if there is life locked away beneath the icy crusts of these moons and minor planets, we will be hearing about it within our lifetime!

 Leitura adicional:

  • NASA - Ocean Worlds
  • NASA - Europa Clipper
  • NASA - Europa Lander
  • ESA - JUpiter ICy moons Explorer (JUICE)
  • NASA - Outer Planets Assessment Group (OPAG)
  • Astrobiology Magazine - the NASA Roadmap to Ocean Worlds
  • Lunar and Planetary Institute - Roadmaps to Ocean Worlds (ROW)
  • Woods Hole Oceanographic Institution - Exploring Ocean Worlds


Assista o vídeo: Europa - The Water Moon (Pode 2022).