В ближайшие десятилетия НАСА и другими космическими агентствами планируются интересные и амбициозные миссии. Наиболее захватывающими из них являются проекты по изучению так называемых «океанических миров» Солнечной системы. Ученые предположили, что в теплых внутренних водяных океанах луны Юпитера Европы, а также спутника Сатурна, Энцелада, может существовать жизнь.
К 2020-м и 2030-м годам роботизированные миссии, как ожидается, достигнут этих миров. Опустятся на них, возьмут образцы льда и исследуют их для обнаружения признаков присутствия биомаркеров. Но, согласно новому исследованию международной группы ученых, поверхности этих лун могут иметь очень низкую плотность. Другими словами, поверхностный лед Европы и Энцелада может быть слишком мягким, чтобы там можно было приземлиться.
Исследование
В научном журнале «Икар» недавно было опубликовано исследование под названием «Лабораторное моделирование планетарных поверхностей: понимание физических свойств реголита из отдаленных фотолариметрических наблюдений». Исследование проводилось Робертом М. Нельсоном (Robert M.Nelson), старшим научным сотрудником Института планетарных наук (PSI). В исследовании участвовали члены Лаборатории реактивного движения НАСА и Калифорнийского политехнического государственного университета. И нескольких других университетов.
Команда попыталась объяснить это явление необычным поведением отрицательной поляризации при низких фазовых углах. Оно наблюдалось в течение десятилетий при исследовании безвоздушных тел. Полагают, что такое поведение поляризации является результатом присутствия чрезвычайно мелкозернистых частиц. Для имитации этих поверхностей команда использовала тринадцать образцов порошка оксида алюминия (Al2O3).
Оксид алюминия считается отличным аналогом реголита, обнаруженного на безвоздушных телах Солнечной Системы с высоким альбедо (ASSB). Это Европа и Энцелад. А также астероиды. Такие, как 44 Nysa и 64 Angelina. Затем группа подвергла образцы фотолариметрическим исследованиям. С использованием гониометрического фотополяриметра.
Маленькие частицы
Ученые обнаружили, что яркие частицы, составляющие поверхность Европы и Энцелада, будут иметь размеры примерно в несколько микрон. И иметь пустое пространство внутри себя около 95%. Это соответствует материалу, имеющему плотность меньше, чем свежевыпавший снег. Что, по-видимому, указывает на то, что у этих лун очень мягкие поверхности. Естественно, это не сулит ничего хорошего. Для любых миссий, которые попытаются работать на поверхности Европы или Энцелада.
Но, как объяснил Нельсон в пресс-релизе PSI, это не обязательно плохие новости. Так как такие опасения существовали и раньше:
«Еще до посадки советской автоматической межпланетной станции «Луна-2» в 1959 году были сомнения относительно того, что Луна может быть покрыта пылью, имеющую очень низкую плотность, в которой могут «утонуть» будущие космонавты. Поэтому мы должны понимать, что отдаленные наблюдения таких объектов, как Европа, позволяют оценить только самые внешние слои поверхности».
Но может все и обойдется
Поэтому, хотя у Европы и Энцелада могут быть на поверхности слои льда из частиц льда низкой плотности, это не исключает, что их внешние оболочки твердые. Вероятно, посадочным модулям придется столкнуться не более чем с тонким слоем снега. Когда они посетят эти миры. Более того, если эти частицы являются результатом активности плюма (горячего мантийного потока), действующего между внутренней поверхностью спутника и его ледяной поверхностью, они могут содержать те самые биомаркеры, которые будут искать зонды.
Конечно, необходимо провести еще множество исследований. Прежде чем любые роботизированные посадочные станции будут отправлены в такие места, как Европа и Энцелад. В ближайшие годы космический телескоп им. Джеймса Уэбба (JWST) будет проводить исследования этих и других спутников в течение первых пяти месяцев своей работы. Она будет включать в себя создание карт галилеевых лун. Сбор информации об их тепловой и атмосферной структуре. А так же поиск на их поверхностях признаков плюмов.
Данные, полученные JWST с помощью своего расширенного набора спектроскопических и ближне-инфракрасных приборов, также будут обеспечивать ученых данными об условиях на поверхности изучаемых тел. Другие миссии, такие как планируемая ESA Europa Clipper, направляемая для изучения этих лун, так же имеют множество научных инструментов, которые дадут еще больше информации.
Помимо значимости для науки любых будущих миссий результаты этих исследований также, вероятно, будут иметь значение, когда речь пойдет о наземной геоинженерии. Ученые предполагают, что антропогенное изменение климата может быть смягчено. Если ввести оксид алюминия в атмосферу Земли. Это компенсирует излучение, поглощаемое выбросами парниковых газов в ее верхних слоях.