SISTE UTKALL TIL DET YTRE SOLSYSTEMET
Et metallisk kjempeinsekt hopper over Tritons issprekker i fem kilometer lange sprang. Underveis skyfler roboten opp nitrogenis fra overflaten og bruker det som drivstoff i rakettmotoren sin. Tidspunktet er 2040-tallet, og «hopperens» oppgave er å finne spor etter det livet som astronomene mistenker befinner seg på Neptuns største måne.
Hvert tiende år bestemmer Nasa hvilke prosjekter organisasjonen skal bruke tusenvis av ingeniørtimer og en stor del av budsjettet på å realisere. Neste utgave av Nasas store ønskeliste, den såkalte Planetary Science Decadal Survey, gjelder tiåret 2023–2032, og en av drømmereisene på listen er Neptune Odyssey, der den saerpregede robotlanderen Triton Hopper inngår.
Neptune Odyssey er et såkalt flaggskipprosjekt, de mest ambisiøse romreisene som typisk har en pris på to–tre milliarder dollar og krever nyskapende tekniske løsninger både når det gjelder rakettmotorer og rovere. Men det er ikke sikkert Neptune Odyssey blir gjennomført. Prosjekte kurrerer nemlig med to andre like d reiser: Sonden Orbilander, som ska bane rundt Saturn-månen Encela og lande på overflaten, noe ingen ro fartøy tidligere har gjort, og sonen Pe sephone, som skal helt ut til Pluto o som det første romfartøyet gå i ban om dvergplaneten og månen Charon
Oppdragene er ikke bare kreven
– det haster også mer enn vanlig m å komme av gårde. De enorme avstan ne ut til solsystemets ytre planeter nemlig at sondene er avhengige av e fra Jupiters enorme tyngdekraft. Men gynnelsen av 2030-tallet vil Jupiter vae plassert i forhold til reisemålene. Hvi ikke klarer å få sendt av sted sondene ytre solsystemet i løpet av de neste ti vil det derfor gå et tiår til før det er re å prøve igjen.
Måner har kanskje et hav med
Felles for alle de tre drømmereiser e skal jakte på de endelige bevisene på andre kloder i solsystemet. Selv bare finnes golde gasskjemper og isp i den fjerneste avdelingen av vår pl riske bakgård, har sonder for lengst at noen av klodenes isdekkede måne vaere hjemsted for liv. Saturns måne Enceladus og Neptuns måne Triton gjemmer sannsynligvis på enorme hav under overflaten, og det samme gjelder dvergplaneten Pluto. Dermed rommer de kanskje også liv i form av mikroorganismer eller til og med fis og større havdyr. Fortsatt er det ingen som vet hvordan organismene på disse stedene kan se ut, men fordi betingelsene kanskje minner om havene på jorden, er det håp om å finne liv.
Tyngdekraft virker som katapult
Astronomene har imidlertid svaert lite data til å underbygge mistanken om liv, for på grunn av de store reiseavstandene har gassog iskjempene bare hatt noen få besøk. Avstanden mellom planetene vokser eksponentielt når man beveger seg utover i solsystemet – de ytterste planetene er mye lengre fra hverandre enn de innerste. Den fjerneste planeten, Neptun, er 30 ganger lengre fra solen enn jorden er.
Så lange reiser krever ikke bare enorm tålmodighet – fra de første ingeniørtegningene til ankomsten ved reisemålet. De krever også at planetene står i den riktige posisjonen i forhold til hverandre. For å spare drivstoff og dermed vekt utnytter astronomene nemlig et prinsipp som kalles gravity assist – tyngdekraftslynge. Sonden tar en sving rundt en planet og utnytter tyngdekraften til å bli slynget videre ut i verdensrommet med høyere hastighet. Prinsippet ble tenkt ut av den amerikanske matematikeren Michael Minovitch i 1961 og første gang testet i 1973, da romsonden Pioneer 10 passerte Jupiter og brukte gasskjempens tyngdekraft til å øke hastigheten fra 52 000 til 132 000 km/t.
På slutten av 1970-tallet utnyttet Voyager-sondene også en spesiell posisjon himmellegemene sto i for å bli skutt ut forbi de fire store gassplanetene i det ytre solsystemet. Voyager 1 og 2 er fortsatt aktive og har i dag nådd så langt fra jorden at de har krysset den såkalte heliosfaeren – den grensen der solens stråling ikke lenger har noen innflytelse.
De to sondene rakk å levere banebrytende bilder og målinger av solsystemets fire ytterste planeter, men etterlot også astronomene med mange ubesvarte spørsmål om disse gass- og iskjempene.
Denne gangen har astronomene det svaert det travelt med å få prosjektene på plass, for fra begynnelsen av 2030-tallet befinner Jupiter seg i en posisjon der den ikke lenger kan slynge sonder i retning mot Saturn, Neptun eller Pluto
Det blir ikke umulig å sende sonder til det ytre solsystemet, men uten den ekstra dytten fra Jupiter vil rakettene måtte levere mye mer kraft selv. Derfor vil astronomene gjerne av sted før Jupiter-vinduet lukker seg.
Neptun har stjålet månen sin
Mest forsømt av solsystemets planeter er iskjempene Uranus og Neptun, som ikke har blitt besøkt av et romfartøy siden Voyager 2-sonden fløy forbi i 1986 og 1989.
Det er god grunn til å studere den delen av solsystemet naermere, mener astronomer. Ikke minst Neptun-månen Triton er bemerkelsesverdig, av flere årsaker. For det første er forskerne sikre på at månen opprinnelig har tilhørt det såkalte Kuiperbeltet, ringen av islegemer som omgir solsystemet og også er
hjemsted for Pluto. Men på et tidspunkt klarte Neptun, ved hjelp av sin tyngdekraft, å «stjele» Triton fra Kuiperbeltet og bringe den inn i en saerpreget bane rundt planeten som skiller seg fra andre måner i solsystemet. Mens andre måner typisk går i bane rundt planeten langs ekvator, ligger Tritons bane forskjøvet med 23 grader. Det forteller astronomene at Triton ikke alltid har hørt til Neptun og fortsatt er i ferd med å falle helt på plass i banen rundt planeten.
Triton er dessuten temmelig stor. Den er større enn dvergplaneten Pluto, og hvis man fjernet Neptun, ville månen vaere stor nok til å bli betraktet som en planet.
Geysirer sender ut mørkt materiale
Men de spesielle trekkene ved månen stopper ikke her, for Tritons overflate av nitrogen-is gjennombores på sørpolen av mørke geysirer som sprøyter ut mørkt materiale på overflaten. De karakteristiske mørke flekkene oppdaget astronomene allerede på de bildene Voyager 2 sendte hjem for mer enn tre tiår siden, og det er fortsatt et mysterium hva de inneholder og hvilke prosesser som driver dem.
Men geysirene underbygger astronomenes mistanke om at Triton er en klode som gjemmer på et hav av vann under overflaten. Den tykke kappen av is under overflaten vil nemlig kunne smeltes av den enorme tyngdepåvirkningen som Neptun utsetter Triton for. Det er en tidevannseffekt som også oppleves på jorden, får både jorden og månen påvirkes hverandre med sine masser. Og der det er vann, kan det også vaere liv, for i hvert fall på jorden gjelder det at livet trives praktisk talt alle steder der man finner vann – selv de mest fiendtlige.
Neptune Odyssey-sonden skal etter planen plassere roboten Triton Hopper på overflaten. Med den saerpregede landeren vil forskerne utnytte at tyngdekraften på Triton bare er 8 prosent av det vi er vant med på jorden. Det gjør det mulig å bevege seg over overflaten i fem kilometer lange og én kilometer høye sprang og på den måten gjennomsøke et stort areal for spor etter liv.
Triton Hopper hører inn under NIAC, NASA Innovative Advanced Concepts, som er betegnelsen for romorganisasjonens dristigste framtidskonsepter, og dermed er det ingen garanti for at fartøyet blir en del av en reise til Triton. Men romingeniørene mener at Triton Hopper er et effektivt alternativ til for eksempel en rullende robot som Curiosity (på Mars) fordi Tritons issprekker og snø raskt ville bli en utfordring for kjøretøy med hjul.
Varmt vann bobler opp på ismåne
Tidevannspåvirkningen og teorien om et enormt hav under den isen er også grunnen til å besøke Enceladus, som er Saturns sjette største måne.
Med en diameter på 505 kilometer er den mye mindre enn Triton, på 2707 kilometer, men romsonden Cassinis oppdagelser har gjort det klart at Enceladus med stor sannsynlighet gjemmer på et saltvannshav under isen.
Derfor er Saturn-månen mål for Enceladus Orbilander som både skal gå i bane rundt månen – orbit – og lande på overflaten, noe som ikke har skjedd før.
Cassini-sonden avslørte at flere hundre kilometer høye geysirer strømmer ut fra sprekker i isen på månens sørpol. De inneholder silikat-nanopartikler som normalt bare kan dannes ved møtet mellom vann og stein ved temperaturer over 90 grader celsius.
Derfor mener astronomene at det i vannet under månens overflate av is må befinne seg hydrotermiske skorsteiner, er sprekker i havbunnen der det strømmer varmt vann med høyt innhold av mineraler, for eksempel kalsium og magnesium.
På jorden er de varme hydrotermiske skorsteinene tross sin ytterst solfattige plassering langt nede på den mørke havbunnen alltid omgitt av et rikt dyreliv – blant annet bakterier, krabber og blekkspruter. Derfor kan det samme gjelde for en måne som Enceladus, selv det er flere kilometer med is mellom havet og solen.
Sonden Enceladus Orbilander skal ta med en haer av instrumenter som blant annet kan avgjøre om prøvene fra geysirene og isen inneholder spor av biologisk liv i form av aminosyrer og lipider. Dessuten skal instrumenter forsøke å avgjøre om havet er beboelig, ved blant annet å måle ph-verdi og saltinnhold.
Uansett om Enceladus Orbilander finner spor av liv eller ikke, vil det gi astronomene avgjørende kunnskap om både vårt eget solsystem og andre stjernesystemer.
Og fravaer av liv vil vaere en nesten like viktig oppdagelse som liv, mener Shannon M. MacKenzie, som er ledende forsker på Orbilander-prosjektet.
«Sannsynligheten for utveksling av liv mellom jorden og det ytre solsystemet er liten, så funnet av livstegn på Enceladus vil tyde på en annen opprinnelse. Hvis vi ikke finner spor etter liv, vil vi vite mer om vilkårene som forhindrer det. Da kan vi si mer om sannsynligheten for å finne liv på andre havkloder i vårt eget solsystem og i andre stjernesystemer», forklarer MacKenzie til Illustrert Vitenskap.