Koleksi

"Ocean Worlds:" Perburuan Alien yang Lebih Dekat ke Rumah


Selama sekitar satu abad, para ilmuwan dan astronom telah mencari bukti kehidupan di luar Bumi menggunakan cara tidak langsung. Selama enam puluh tahun terakhir, kami telah dapat mencarinya menggunakan cara langsung, menggunakan pesawat ruang angkasa robotik untuk mencari tanda-tanda hayati di seluruh Tata Surya.

Dan meskipun upaya kami sejauh ini tidak berhasil, kami merasa nyaman karena mengetahui bahwa kami baru saja menyentuh permukaannya. Dan sangat mungkin kita telah mencari di tempat yang salah. Sebagai makhluk terestrial, kita dapat dimaafkan jika berpikir bahwa kehidupan kemungkinan besar ada di planet berbatu dengan banyak air.

TERKAIT: HARUS KITA MENCARI ALIEN MENGGUNAKAN BLACK HOLE POWERED STARSHIPS

Namun, seperti yang mulai diduga oleh para ilmuwan sejak tahun 1970-an, taruhan terbaik untuk menemukan kehidupan di Tata Surya kita mungkin sebenarnya berada di bawah permukaan beberapa bulan esnya.

Apa itu "Ocean Worlds"?

Menurut definisi, dunia samudra adalah benda yang memiliki sumber air yang melimpah. Mengingat 71% permukaan planet kita tertutup air, Bumi adalah contoh yang baik dari "dunia samudra". Yang cukup menarik, Mars dan Venus juga memiliki lautan di permukaannya, tetapi samudra tersebut hilang karena planet-planet mengalami perubahan iklim yang signifikan.

Karena air sangat penting untuk kehidupan seperti yang kita ketahui, lautan seperti Bumi telah lama dianggap sangat langka dan berharga. Tapi sejak tahun 1970-an, misi robotik telah mengungkapkan bahwa lautan mungkin juga ada di bawah permukaan bulan-bulan es di Tata Surya bagian luar. Yang pertama ditemukan adalah bulan terbesar Jupiter, yang juga dikenal sebagai bulan Galilea (menurut nama pendirinya, Galileo Galilea).

Dikombinasikan dengan lingkungan kimia yang kaya yang mengandung unsur-unsur penting bagi kehidupan (oksigen, karbon, fosfor, metana, dll.) Dan mekanisme pemanasan internal, para ilmuwan mulai berspekulasi bahwa benda-benda ini dapat mendukung kehidupan. Dalam beberapa dekade terakhir, proposal telah dibuat untuk mengirim misi robotik ke badan-badan ini untuk mencari tanda-tanda kehidupan ("biosignatures").

Pada tahun 2004, NASA mendirikan Kelompok Penilai Planet Luar (OPAG), yang bertugas mengidentifikasi prioritas ilmiah dan jalur eksplorasi di Tata Surya bagian luar. Pada tahun 2016, OPAG mendirikan grup Roadmaps to Ocean Worlds (ROW), yang bertugas meletakkan dasar untuk misi menjelajahi “dunia samudra” untuk mencari kehidupan.

Tujuan dan ROW diringkas dalam presentasi berjudul "Jalur Eksplorasi untuk Europa setelah Analisis In-Situ awal untuk Tanda Tangan", yang disampaikan pada "Lokakarya Visi Ilmu Planet 2050" di Kantor Pusat NASA di Washington, DC.

Tujuan ini dipublikasikan secara online dalam studi tahun 2019 berjudul "Peta Jalan NASA ke Dunia Laut" yang dipimpin oleh Amanda Hendrix dari Institut Sains Planet dan Terry Hurford dari Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA. Seperti yang mereka nyatakan:

Untuk tujuan ROW (Roadmap to Ocean Worlds), dan untuk membatasi cakupan program Ocean Worlds di masa depan, kami mendefinisikan "dunia samudra" sebagai badan dengan lautan cair saat ini (tidak harus global). Semua benda di tata surya kita yang mungkin memiliki atau diketahui memiliki lautan akan dianggap sebagai bagian dari dokumen ini. Bumi adalah dunia lautan yang dipelajari dengan baik yang dapat digunakan sebagai referensi ("kebenaran dasar") dan titik perbandingan. "

Dunia Laut di Tata Surya kita:

Saat ini, NASA telah menentukan bahwa mungkin ada sebanyak sembilan dunia samudra di dalam Tata Surya, menurut perkiraan mungkin ada lebih banyak lagi. Mereka termasuk Ceres, Europa, Ganymede, Callisto, Enceladus, Dione, Titan, Triton, Pluto - kombinasi bulan es dan planet kecil es.

Semua dunia ini diyakini memiliki samudra interior yang berada di antara permukaan es dan batas mantel inti. Fitur menarik tentang dunia ini adalah banyaknya air dan es di dalamnya. Di Bumi, air hanya menyumbang 1% dari total diameter planet. Tapi di bulan-bulan ini dan planet-planet minor, itu berkisar antara 55% (Europa) hingga 90% (Ganymede dan Enceladus)

Selain itu, di Bumi, bagian laut yang paling dalam terletak di Pasifik barat; khususnya, wilayah yang dikenal sebagai Challenger Deep. Wilayah ini terletak di ujung selatan Palung Mariana, dan tingginya sekitar 11.000 m (36.200 kaki) dalam. Bandingkan itu dengan lautan yang bisa mencapai kedalaman sekitar 100 km (62 mil), dengan lebih banyak air asin daripada gabungan semua samudra di Bumi.

Berapa banyak lagi? Pertimbangkan Europa, yang berada di ujung bawah skala. Lapisan es dan air lautnya diperkirakan memiliki volume sekitar tiga kuadriliun kilometer kubik (3 × 10 ^ 18 m³), ​​yang sedikit lebih dari dua kali lipat volume gabungan semua samudra di Bumi. Di ujung lain skala adalah Ganymede, yang memiliki perkiraan volume es dan air 39 kali lebih banyak dari Bumi.

Selain air, dunia ini juga telah ditemukan memiliki senyawa volatil (yaitu karbon dioksida, metana, amonia), molekul biologis, dan pemanasan internal yang disebabkan oleh aktivitas panas bumi atau peluruhan unsur radioaktif. Kombinasi air, molekul biologis, dan energi ini membuat bulan-bulan ini menjadi kandidat potensial dalam pencarian kehidupan ekstra-terestrial.

Ceres:

Planet katai Ceres adalah objek terbesar di Sabuk Asteroid Utama, serta objek terbesar antara Mars dan Jupiter. Faktanya, ketika ditemukan oleh Giuseppe Piazzi pada 1801, itu adalah anggota Sabuk Asteroid pertama yang diamati. Selama dua abad berikutnya, ia akan terus disebut sebagai "asteroid".

Namun, dengan Great Planet Debate di awal 2000-an, Ceres mendapati dirinya direklasifikasi. Seperti Pluto dan benda bulat lainnya yang belum mengorbit, Ceres ditetapkan sebagai "planet kerdil" (atau planet minor), sesuai dengan resolusi yang disahkan pada Sidang Umum ke-26 Persatuan Astronomi Internasional (IAU).

Berdasarkan ukuran dan kepadatannya, Ceres diyakini dapat dibedakan antara inti yang terdiri dari mineral silikat dan logam serta mantel yang terdiri dari es. Selain itu, ada banyak bukti yang mendukung keberadaan lautan air cair di interior Cere, yang akan terletak di batas mantel inti.

Misalnya, para ilmuwan telah mendeteksi sejumlah besar ion hidroksida di dekat kutub utara Cere, yang bisa jadi merupakan produk dari uap air yang secara kimiawi terlepas oleh radiasi matahari ultraviolet. Beberapa sumber uap air juga telah terdeteksi di sekitar garis lintang tengah.

Ini mungkin hasil dari permukaan es yang telah menyublim karena tumbukan komet, atau letusan kriovulkanik akibat panas internal dan tekanan bawah permukaan.

Selain itu, data inframerah di permukaan menunjukkan adanya natrium karbonat dan amonium klorida atau amonium bikarbonat dalam jumlah yang lebih kecil. Bahan-bahan ini mungkin berasal dari kristalisasi air asin yang mencapai permukaan dari bawah.

Kehadiran amonia, antibeku alami yang dimiliki Ceres, bisa jadi menunjukkan bagaimana samudra bagian dalam ini tetap dalam keadaan cair. Kedalamannya diperkirakan 100 km (62 mi), dan dapat menampung hingga 200 juta km³ (48 mi³) air. Ini hampir tiga kali lipat lebih banyak air tawar yang ada di Bumi - 35 juta km (8,4 juta mi³).

Kemungkinan tubuh ini dapat menopang kehidupan di bagian dalamnya? Tidak jelas saat ini, tetapi patut dicoba!

Callisto:

Bagian terluar dari Bulan Galilea Jupiter, Callisto juga diyakini memiliki lautan di bagian dalamnya. Seperti Ceres, lautan ini diyakini ada sebagai hasil dari jumlah amonia yang cukup di pedalaman, serta kemungkinan adanya unsur radioaktif yang pembusukannya menghasilkan panas yang diperlukan.

Keberadaan lautan ini dihipotesiskan berdasarkan fakta bahwa medan magnet Jupiter yang kuat tidak menembus ke luar permukaan Callisto. Hal ini menunjukkan bahwa ada lapisan fluida yang sangat konduktif di bawah lapisan es dengan kedalaman setidaknya 10 km (6,2 mil). Namun, dengan jumlah amonia yang cukup, kedalamannya bisa mencapai 250 - 300 km (155 - 185 mil).

Jika benar, ini berarti bahwa Callisto kira-kira merupakan bagian yang sama dari material batuan dan es air, dimana es merupakan sekitar 49-55% dari bulan dan es air dengan volatil (seperti amonia) yang merupakan 25-50% dari massa permukaan keseluruhan. Di bawah samudra hipotetis ini, interior Callisto tampaknya terdiri dari batuan dan es terkompresi, dengan jumlah batuan yang meningkat seiring dengan kedalaman.

Ini berarti Callisto hanya terdiferensiasi sebagian, dengan inti silikat kecil tidak lebih dari 600 km (370 mil) yang dikelilingi oleh campuran es dan batu. Bukan taruhan yang bagus untuk menemukan kehidupan, tetapi misi untuk menjelajahi samudra pedalaman akan sangat berharga!

Europa:

Europa adalah bulan yang memulai semuanya! Selama beberapa dekade, konsensus ilmiah adalah bahwa di bawah permukaan bulan Yovian (dan Galilea) ini terdapat lautan air cair, kemungkinan besar terletak di batas inti-mantel. Mekanismenya diyakini sebagai pelenturan pasang surut, di mana medan gravitasi Jupiter yang kuat menyebabkan inti logam berbatu Europa mengalami aktivitas geotermal.

Kegiatan ini dapat menyebabkan pembentukan ventilasi hidrotermal di dasar laut, di mana panas dan mineral dari interior disuntikkan ke laut. Di Bumi, lubang semacam itu diyakini sebagai tempat kehidupan paling awal (yang ditunjukkan oleh fosil bakteri yang berumur sekitar 4,28 miliar tahun yang lalu).

Dengan nada yang sama, ventilasi hidrotermal di Europa dapat memunculkan makhluk hidup serupa seperti bakteri ekstrim dan bahkan mungkin bentuk kehidupan yang lebih kompleks.

Keberadaan samudra bagian dalam ini didukung oleh banyak bukti yang dikumpulkan oleh berbagai misi robotik. Ini termasuk model geologi yang mengantisipasi pelenturan pasang surut di bagian dalam dan gambar yang diambil dengan probe yang mengungkapkan "medan kekacauan" di Europa, di mana medan tersebut dilintasi oleh pita dan punggung bukit dan sangat mulus.

Ada juga cara gumpalan air secara berkala mengamati permukaan Europa dan mencapai ketinggian hingga 200 km (120 mil) - lebih dari 20 kali tinggi Gn. Everest! Ini muncul ketika Europa berada pada titik terjauh dari Jupiter (periapsis) dan disebabkan oleh gaya pasang surut.

Dengan menggunakan data ini, para ilmuwan telah mengembangkan serangkaian model untuk menggambarkan lingkungan interior Europa. Masing-masing memiliki implikasi terhadap kemungkinan keberadaan kehidupan dan kemampuan kita untuk menemukan buktinya di permukaan.

Dalam "model es tipis", lapisan es hanya memiliki ketebalan beberapa km - 200 m (650 kaki) di beberapa tempat - dan kontak antara bawah permukaan dan permukaan adalah fitur biasa. Kontak ini akan bertanggung jawab untuk menghasilkan "medan kekacauan", yang dianggap sebagai bagian tipis es yang berada di atas danau air yang luas.

Dalam “model es tebal”, yang lebih disukai, kontak antara laut dan permukaan jarang terjadi dan hanya terjadi di bawah pegunungan terbuka. Di antara kedua model ini, para ilmuwan memperkirakan bahwa kerak Europa memiliki ketebalan antara 10–30 km (6–19 mil), sedangkan lautan cairnya meluas hingga kedalaman sekitar 100 km (60 mil).

Karena kombinasi air cair, molekul organik dan kimia, serta pemanasan internal, Europa dianggap sebagai salah satu kandidat terbaik untuk menemukan kehidupan di luar Bumi.

Ganymede:

Bulan Yovian lainnya, juga salah satu dari orang Galilea, adalah Ganymede, yang memecahkan rekor sebagai bulan berair! Hal lain yang membedakan bulan ini adalah medan magnet intrinsik - yang tidak dimiliki bulan lain (atau planet berbatu) - dan atmosfer yang mengalami aurora.

Seperti Europa, bulan ini diperkirakan memiliki inti yang terdiri dari logam dan mineral silikat, yang lentur karena interaksi dengan gravitasi Jupiter untuk menciptakan pemanasan internal. Panas inilah yang memungkinkan adanya lautan air cair yang terletak di batas inti-mantel.

Secara keseluruhan, Ganymede diyakini terdiri dari material batuan dan es air dengan bagian yang sama, dengan air menyumbang 46–50% massa bulan, dan 50-90% massa permukaan.

Selain bukti lain, keberadaan lautan di dalam Ganymede telah dikonfirmasi oleh pembacaan yang diperoleh dari misi robotik tentang perilaku aurora Ganymede. Aurora ini dipengaruhi oleh medan magnet Ganymede (sesuatu yang tidak dimiliki bulan lain) yang pada gilirannya dipengaruhi oleh keberadaan samudra bawah permukaan yang besar yang terdiri dari air asin.

Menurut pembacaan yang dilakukan oleh probe robot, interior bulan diyakini dibedakan antara inti dalam yang padat berukuran radius 500 km (310 mil) (dan tersusun atau besi dan nikel) dan besi cair dan inti luar besi-sulfida. . Konveksi di inti luar inilah yang diyakini memberi daya pada medan magnet intrinsik Ganymede.

Cangkang es terluar adalah lapisan terbesar dari semuanya, berukuran sekitar 800 km (497 mil) dalam radius. Jika perkiraan ini akurat, maka Ganymede memiliki samudra terdalam di Tata Surya. Mengenai apakah lautan ini bisa menampung kehidupan atau tidak, itu tetap sangat spekulatif.

Enceladus:

Di sini kami memiliki entri yang lebih baru ke klub "Ocean Worlds". Pada tahun 2005, misi Cassini NASA mencatat keberadaan semburan air yang berasal dari belahan selatan bulan ini di sekitar serangkaian fitur yang dikenal sebagai "Garis-garis Harimau". Garis-garis ini sesuai dengan depresi linier di permukaan es, di mana kriovolkanisme memaksa air masuk ke permukaan.

Sejak saat itu, para ilmuwan telah menemukan kemungkinan bahwa Enceladus memiliki lautan air cair di bawah kerak esnya. Berdasarkan pengukuran gravitasi yang dilakukan oleh misi Cassini, para ilmuwan memperkirakan bahwa itu meluas hingga kedalaman sekitar 10 km (6,2 mil) di bawah permukaan dan bahwa bulu permukaan memanjang sampai ke sana.

Analisis bulu menunjukkan bahwa mereka mampu mengeluarkan 250 kg (lbs) uap air setiap detik dengan kecepatan hingga 2.189 km / jam, yang memungkinkan mereka mencapai hingga 500 km (310 mil) ke luar angkasa. Intensitas letusan ini sangat bervariasi berdasarkan perubahan orbit Enceladus.

Ketika Enceladus berada di apoapsis (terjauh dari Saturnus), celah yang dilalui letusan berada di bawah tekanan yang lebih rendah, yang menyebabkannya terbuka lebih lebar. Bulu itu sendiri diyakini berasal dari ruang bawah permukaan di batas inti-mantel, tempat aktivitas panas bumi menjaga laut.

Yang lebih mengesankan adalah fakta bahwa analisis spektroskopi mengungkapkan adanya metana dan hidrokarbon sederhana di dalam bulu, serta mineral terhidrasi. Unsur-unsur ini semuanya penting untuk kehidupan seperti yang kita kenal dan dapat menunjukkan bahwa koloni makhluk hidup sederhana ada di interior Enceladus.

Titan:

Bulan terbesar Saturnus terkenal karena memiliki siklus metana yang sangat mirip dengan siklus air Bumi - di mana metana ada di permukaan sebagai danau, menguap membentuk awan, dan kembali ke permukaan dalam bentuk hujan hidrokarbon. Secara keseluruhan, Titan mengandung lebih banyak hidrokarbon di atmosfer dan permukaannya daripada gabungan semua deposit minyak bumi.

Pada saat yang sama, Titan juga ditemukan memiliki kondisi prebiotik dan kimia organik di permukaannya, yang dapat menjadi indikasi adanya kehidupan. Selain itu, Titan dapat memiliki lautan air cair di bawah permukaannya yang juga dapat mendukung kehidupan. Sama seperti Callisto, interior Titan diyakini dapat dibedakan dan terdiri dari es air dan material / logam berbatu dengan perbandingan yang sama.

Di tengahnya terdapat inti dari material batuan hidro sepanjang 3.400 km (~ 2100 mil) yang dikelilingi oleh lapisan yang terdiri dari berbagai bentuk kristalisasi es dan es bertekanan tinggi pada tingkat yang lebih dalam. Di atasnya terdapat lautan cair dengan ketebalan hingga 200 km (125 mil) dan terdiri dari air dan amonia, yang memungkinkan air tetap dalam keadaan cair bahkan di mana suhu di bawah titik beku.

Seperti halnya "Dunia Laut" lainnya, keberadaan lautan di bawah permukaan ini didukung oleh berbagai bukti. Ini termasuk fakta bahwa permukaan bulan sangat halus dan muda di mana sebagian besar fitur berumur antara 100 juta hingga 1 miliar tahun, sebuah indikasi aktivitas geologi yang memperbaharui permukaan.

Indikator lain adalah bukti kriovolkanisme, yang mungkin bertanggung jawab atas sebagian metana atmosfer. Karena jumlah metana cair di permukaan dianggap tidak mencukupi untuk konsentrasi gas di atmosfer berkabut Titan, sumber interior juga diduga berperan.

Kasus kehidupan di Titan tetap sangat spekulatif dan akan melibatkan bentuk kehidupan ekstrim yang sangat eksotis menurut standar Bumi. Namun demikian, simulasi laboratorium telah memunculkan gagasan bahwa terdapat cukup bahan organik di Titan untuk memulai evolusi kimiawi yang serupa dengan apa yang dianggap telah memulai kehidupan di Bumi.

Dione:

Bulan Saturnus ini pertama kali dipelajari oleh Voyager 1 dan 2 pesawat ruang angkasa saat mereka melewati sistem Saturnus pada tahun 1980 dan 1981. Itu dipelajari lebih lanjut oleh Cassini misi, yang melakukan lima flybys of the moon antara tahun 2005 dan 2015.

Apa yang diungkapkan misi ini adalah satelit dengan medan halus, yang dipandang sebagai indikasi pelapisan dan pembaruan endogenik. Dikombinasikan dengan model yang dibuat oleh ilmuwan NASA, diyakini bahwa inti Dione mengalami pemanasan pasang surut yang meningkat saat semakin dekat di orbitnya ke Saturnus. Ini mungkin berarti bahwa Dione memiliki lautan air cair di batas mantel-inti.

Triton:

Bulan terbesar Neptunus telah lama menjadi sumber misteri bagi para ilmuwan. Sekitar 55% permukaan Triton ditutupi dengan nitrogen beku, sedangkan es air terdiri dari 15–35% sedangkan es karbon dioksida (alias "es kering") membentuk 10–20% sisanya. Sejumlah kecil volatil utama juga telah ditemukan di kerak bumi, yang mencakup metana dan sejumlah kecil amonia.

Pengukuran kepadatan menunjukkan bahwa interior Triton dibedakan antara inti padat yang terbuat dari bahan berbatu dan logam, serta mantel dan kerak yang terdiri dari es. Diteorikan bahwa jika ada cukup unsur radioaktif di interior, itu dapat memberikan energi yang cukup untuk menggerakkan konveksi di mantel, yang mungkin cukup untuk mempertahankan lautan di bawah permukaan.

Kehadiran unsur-unsur yang mudah menguap semakin meningkatkan kemungkinan ini, dan jika cukup panas disediakan dari inti, bisa jadi kehidupan mungkin ada di lautan bagian dalam ini.

Pluto:

Berdasarkan data yang diperoleh oleh misi New Horizon NASA, para ilmuwan sekarang percaya bahwa struktur internal Pluto dapat dibedakan antara inti material berbatu dan logam yang berukuran diameter sekitar 1.700 km (70% dari planet), yang dikelilingi oleh mantel es terdiri dari air, nitrogen, dan zat mudah menguap lainnya.

Sekali lagi, keberadaan unsur radioaktif yang cukup di inti dapat berarti bahwa interior Pluto cukup hangat untuk mempertahankan samudra interior. Seperti halnya Dunia Laut lainnya, ini akan berlokasi di batas mantel inti dan diperkirakan tebalnya 100 hingga 180 km (62 hingga 112 mil).

Eksplorasi Sebelumnya:

Semua dugaan Ocean Worlds of the Solar System semuanya telah dijelajahi di masa lalu. Beberapa telah dieksplorasi lebih luas oleh beberapa misi robotik selama beberapa dekade terakhir. Sementara yang lainnya, sangat jarang dieksplorasi atau baru-baru ini saja.

Jupiter:

Eksplorasi Europa dan bulan Yovian lainnya dimulai dengan NASA Pioneer 10 dan 11 pesawat ruang angkasa, yang melakukan flybys dari sistem Jupiter pada tahun 1973 dan 1974, masing-masing. Ini memberikan foto closeup pertama Europa dan bulan Jovian lainnya, tetapi dalam resolusi rendah.

Keduanya Voyager probe mengikuti, melakukan perjalanan melalui sistem Jovian pada tahun 1979 dan memberikan gambar yang lebih rinci dari permukaan es Europa. Gambar-gambar ini mengungkapkan fitur "medan kekacauan" Europa, yang memicu spekulasi bahwa bulan mungkin memiliki samudra bagian dalam. Model geofisika yang mengamati gaya gravitasi Jupiter di bulan dan hasil pelenturan pasang surut mendukung interpretasi ini.

Antara 1995 dan 2003, NASA Galileo probe mengorbit Jupiter dan memberikan pemeriksaan paling rinci dari bulan-bulan Galilea, yang mencakup banyak flybys Europa. Misi inilah yang bertanggung jawab untuk mendeteksi momen magnet lemah Europa, yang mengindikasikan bahwa lapisan material yang sangat konduktif secara elektrik terdapat di interior Europa. Penjelasan yang paling masuk akal untuk ini adalah lautan air asin cair di bawah permukaan yang besar.

Saturnus:

Pada tahun 1979, Pioneer 11 melewati sistem Saturnus dan mengukur massa dan atmosfer Titan. Pada 1980 dan 1981 (masing-masing), Voyager 1 dan 2 melakukan studi lebih rinci tentang atmosfer Titan dan mengungkap fitur terang dan gelap di permukaannya (yang kemudian dikenal sebagai wilayah Xanadu dan Shangri-la).

Antara 2004 dan 2017, Cassini-Huygens misi akan memberikan tampilan paling rinci dan komprehensif di Saturnus dan sistem bulannya. Itu adalah misi robotik pertama untuk mengamati bulu di Enceladus pada tahun 2005, yang disimpulkan oleh para ilmuwan misi sebagai indikasi lautan bagian dalam dan juga yang bertanggung jawab untuk mengisi ulang Cincin-E Saturnus dengan partikel es.

Pengorbit Cassini juga melakukan beberapa flybys Titan dan mengambil gambar dengan resolusi tertinggi yang pernah ada di permukaan Titan. Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk membedakan bidang terang dan gelap yang merupakan fitur Xanadu dan Shangri-La, mendeteksi sumber cairan yang melimpah di wilayah kutub utara, dalam bentuk danau dan laut metana.

Badan Antariksa Eropa (ESA) Huygens pendarat mendarat di permukaan pada 14 Januari 2005, yang menjadikan Titan sebagai benda terjauh dari Bumi yang pernah memiliki misi robotik mendarat di atasnya. Sementara pendarat hanya mampu melakukan transmisi selama 90 menit, data yang dikirim kembali mengungkapkan banyak hal tentang permukaan Titan.

Ini termasuk bukti bahwa banyak fitur permukaan Titan tampaknya telah terbentuk oleh cairan di masa lalu. Pendarat juga memberikan informasi tentang wilayah tempat ia mendarat, tak jauh dari ujung paling timur dari wilayah terang yang disebut Adiri. Ini termasuk "dataran tinggi" yang diyakini sebagian besar terdiri dari es air dan senyawa organik gelap.

Senyawa ini tercipta di atmosfer bagian atas dan mungkin turun dari atmosfer Titan dengan hujan metana dan mengendap di dataran seiring waktu. Pendarat juga memperoleh foto-foto dataran gelap yang ditutupi bebatuan kecil dan kerikil (terdiri dari air es) yang menunjukkan bukti tambahan kemungkinan aktivitas fluvial (erosi cair).

Dunia Lain:

Hanya segelintir misi yang telah menjelajahi Dunia Laut lainnya di Tata Surya. Ini termasuk Voyager 2 probe, yang melakukan flyby di Triton 1989 sebagai bagian dari perjalanannya ke Uranus, Neptunus, dan Tata Surya bagian luar. Selama flyby ini, Voyager 2 mengumpulkan data yang mengungkapkan banyak hal tentang permukaan dan komposisi bulan, yang masih dipelajari hingga hari ini.

Antara 2015 dan 2018, Ceres diselidiki oleh Fajar NASA misi. Pengorbit ini menjadi misi pertama untuk mengunjungi planet kerdil dan pergi ke orbit di sekitar dua tujuan di luar Bumi - Ceres dan Vesta, objek terbesar kedua di Sabuk Asteroid Utama. Selain menemukan bukti kemungkinan interior samudra, The Fajar Misi memastikan bahwa lautan cair mungkin pernah menutupi sebagian besar permukaan Ceres.

Terakhir, namun tidak kalah pentingnya, adalah Pluto, yang pertama kali dikunjungi dalam sejarah pada tahun 2015 oleh The Horizons Baru misi. Misi ini memberikan gambar pertama yang jelas dari permukaan Pluto, mengungkapkan hal-hal tentang fitur permukaan, sejarah geologi, komposisi, atmosfer, dan proses internalnya.

Misi Eksplorasi Masa Depan:

Untuk alasan yang jelas, beberapa misi telah diusulkan untuk menjelajahi Dunia Laut Tata Surya dari waktu ke waktu. Melihat ke masa depan, sejumlah konsep ini sedang dalam pengembangan atau mendekati realisasi. Selain itu, misi generasi mendatang yang akan mendorong batas-batas eksplorasi luar angkasa juga diharapkan dapat berperan dalam studi Ocean Worlds.

Clipper Europa:

Pada tahun 2011, misi robotik ke Europa direkomendasikan sebagai bagian dari Survei Dasawarsa Ilmu Planet AS, sebuah laporan yang diminta oleh NASA dan National Science Foundation (NSF) untuk meninjau status ilmu planet dan mengusulkan misi yang akan memajukan eksplorasi mereka. tujuan antara tahun 2013 dan 2022.

Sebagai tanggapan, NASA menugaskan serangkaian studi untuk meneliti kemungkinan pendaratan Europa pada tahun 2012, bersama dengan konsep pesawat ruang angkasa yang dapat melakukan penerbangan melintasi Europa dan yang akan mempelajari bulan dari orbit. Sementara proposal pengorbit akan berkonsentrasi pada ilmu "samudra", proposal penerbangan ganda akan berkonsentrasi pada pertanyaan yang berkaitan dengan kimia dan energi internal Europa.

Pada Juli 2013, Jet Propulsion Laboratory dan Laboratorium Fisika Terapan NASA mempresentasikan konsep yang diperbarui untuk misi terbang dekat Europa (disebut Europa Clipper). Selain menjelajahi Europa untuk menyelidiki kelayakan huniannya, The Alat pemotong misi akan dibebankan dengan memilih situs untuk pendarat masa depan. Ia tidak akan mengorbit Europa, melainkan mengorbit Jupiter dan melakukan 45 flybys dataran rendah Europa.

Pada 13 Januari 2014, House Appropriations Committee mengumumkan RUU bipartisan baru yang mencakup pendanaan senilai $ 80 juta untuk melanjutkan studi konsep misi Europa. Pada Mei 2015, NASA secara resmi mengumumkan telah menerima Europa Clipper proposal misi, yang akan diluncurkan sekitar tahun 2020-an.

Mereka juga mengungkapkan bahwa misi ini akan bergantung pada seperangkat instrumen yang akan mencakup radar penembus es, spektrometer inframerah gelombang pendek, pencitraan topografi, dan spektrometer massa ion dan netral.

JUS:

Pada 2012, Badan Antariksa Eropa (ESA) mengumumkan bahwa mereka telah memilih JUpiter ICy moon Explorer (JUICE), sebagai bagian dari program Cosmic Vision 2015-2025 agensi. Misi ini akan diluncurkan pada tahun 2022 dan tiba di Jupiter pada tahun 2029, di mana ia akan menghabiskan setidaknya tiga tahun untuk melakukan pengamatan rinci terhadap Jupiter dan bulan-bulan Europa, Ganymede dan Callisto.

Misi tersebut akan melakukan beberapa flybys Europa dan Callisto, tetapi pada akhirnya akan lebih difokuskan pada Ganymede. Ini akan dilakukan dengan menggunakan rangkaian yang mencakup kamera, spektrometer, altimeter laser, instrumen radar penembus es, magnetometer, monitor plasma dan partikel, dan perangkat keras ilmu radio.

Europa Lander:

NASA juga telah membuat rencana dalam beberapa tahun terakhir untuk a Europa Lander, kendaraan robotik yang mirip dengan Viking 1 dan 2misi yang menjelajahi Mars pada tahun 1970-an menggunakan kombinasi orbit dan pendarat. Misi tersebut juga akan bergantung pada teknologi yang diuji oleh Mars PathfinderRoh, Kesempatan dan Keingintahuan penjelajah, terutama yang dirancang untuk mencari tanda-tanda kehidupan masa lalu (alias "biosignatures").

Seperti pendahulunya, file Europa Lander akan menyelidiki kelayakhunian Europa dan menilai potensi astrobiologisnya dengan mengkonfirmasi sekali dan untuk semua keberadaan lautan di bawah permukaan. Itu juga akan bergantung pada seperangkat instrumen untuk menentukan karakteristik air di dalam dan di bawah cangkang es Europa.

Tapi tentu saja, tujuan terbesar dari misi ini adalah mencari bukti kehidupan yang bisa sampai ke permukaan. Untuk alasan ini, wilayah di mana Europa mengalami aktivitas bulu akan menjadi tempat yang ideal untuk didatangi.

Meskipun belum ada tanggal yang ditentukan kapan misi semacam itu akan diluncurkan atau tiba di Europa, misi tersebut dianggap sangat penting untuk eksplorasi di masa depan. Kemungkinan besar, pesawat itu akan menyusul setelah misi Europa Clipper, mendarat di lokasi yang dipilih oleh pengorbit.

Penjelajah / Kapal Selam Titan Mare:

NASA dan komunitas astronomi juga telah mempertimbangkan misi untuk menjelajahi danau metana Titan (terutama danau terbesar di Kraken dan Ligeia Mare) untuk mencari tanda-tanda kemungkinan kehidupan akuatik. Salah satu konsepnya adalah proposal yang dikenal sebagai Titan Mare Explorer (TiME), sebuah konsep yang sedang dipertimbangkan oleh NASA dalam hubungannya dengan Lockheed Martin.

Misi ini akan melibatkan pendarat berbiaya rendah yang menabrak danau di belahan bumi utara Titan dan mengapung di permukaan danau selama 3 hingga 6 bulan. Proposal ini ditolak pada tahun 2012 karena mendukung Mars yang berbiaya lebih rendah Wawasan pendarat, yang mencapai Mars pada 2018.

Proposal lain untuk menjelajahi lautan metana di Titan adalah Kapal Selam Titan, sebuah konsep yang sedang dieksplorasi oleh Pusat Penelitian Glenn NASA bekerja sama dengan para peneliti dari Universitas Negeri Washington. Rencananya kendaraan ini akan dikirim ke Titan dalam 20 tahun ke depan, yang kemudian akan menjelajahi danau seperti Kraken Mare secara mandiri untuk kemungkinan adanya bukti kehidupan.

Pesawat Udara Titan:

Berbagai proposal juga telah dibuat untuk menjelajahi atmosfer Titan menggunakan platform udara atau balon kombinasi dan pendarat. Ini termasuk Aerial Vehicle for In-situ and Airborne Titan Reconnaissance (AVIATR), yang dirancang oleh Dr. Jason Barnes dan tim peneliti dari Universitas Idaho.

Drone ini akan mengambil gambar definisi tinggi dari permukaan Titan untuk menjelaskan lebih lanjut tentang geologi. Di akhir misi, pesawat akan mencoba mendarat di bukit pasir Titan untuk mengumpulkan lebih banyak informasi tentang fitur-fitur aneh ini juga.

Ada juga Titan Saturn System Mission (TSSM), proposal gabungan NASA / ESA untuk eksplorasi bulan Saturnus. Konsep ini membayangkan balon udara panas mengambang di atmosfer Titan dan melakukan penelitian selama sekitar enam bulan.

Sebagai konsep Misi Luar Angkasa Planet Luar, desain TSSM terdiri dari tiga elemen - pengorbit NASA, pendarat yang dirancang oleh ESA untuk menjelajahi danau Titan, dan balon yang dirancang ESA untuk menjelajahi atmosfernya. Sayangnya, konsep ini kalah dari Europa Jupiter System Mission (EJSM) pada tahun 2009.

Baru-baru ini, sebuah proposal radikal dibuat oleh John Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), yang dikenal sebagai Capung. Misi kelas Perbatasan Baru ini akan melibatkan penjelajah robotik quadcopter ganda yang mampu lepas landas dan mendarat secara vertikal (VTOL) dan didukung oleh reaktor nuklir.

Misi semacam itu akan mampu menjelajahi atmosfer Titan serta melakukan sains di permukaan, termasuk menjelajahi bukit pasir misterius dan danau metana Titan.

Teleskop Luar Angkasa James Webb:

Sekarang dijadwalkan untuk diluncurkan pada tahun 2021, JWST akan menjadi penerus Hubble, Spitzer, dan Teleskop Luar Angkasa Kepler. Sebagai teleskop ruang angkasa paling canggih hingga saat ini dan menggunakan kemampuan pencitraan infra merah mutakhir, teleskop ini tidak akan kekurangan tujuan ilmiah.

Ini termasuk menyelidiki alam semesta awal, memeriksa bintang dan exoplanet yang jauh, dan juga mempelajari planet-planet Tata Surya. Di penghormatan terakhir inilah studi tentang Ocean Worlds berperan. When deployed, the JWST will dedicate some of its mission time to studying Europa and Enceladus.

Using its advanced infrared imaging capabilities, it will look for IR signatures on the surface of both moons to discern the location of “hot spots”, which correspond to of plume activity. 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. Itu 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!

 Further Reading:

  • 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


Tonton videonya: What You Need to Know About Ocean Worlds (Desember 2021).