Čerstvá ledová krusta skrývá hluboký a tajuplný oceán. Skrze praskliny v ledu vyrážejí do vesmíru gejzíry vody. A mezi nimi přistává odvážný výsadkový modul, aby získal vzorky a hledal v nich stopy života.
ESA začala pracovat na tom, aby se tento scénář stal realitou: začala chystat misi, která by měla prozkoumat některý z oceánů nacházejících se v blízkosti Jupiteru nebo Saturnu. Ale který z kandidátských měsíců zvolit? A co by mise měla přesně studovat? Vědecký tým nyní předložil svoji analýzu.
Mise bude následovat sondy JUICE, LISA a NewAthena jako první výprava velké třídy (Large-class) v rámci dlouhodobého plánu kosmických vědeckých aktivit ESA Voyage 2050. Zastřešující téma, které je „měsíce obřích planet ve Sluneční soustavě“, bylo zvoleno už v roce 2021. Aby se obecné téma přeměnilo v konkrétní koncept mise, vybrala ESA skupinu špičkových planetárních vědců, aby využila jejich znalosti a zkušenosti.
Co dostali za úkol? Analyzovat vědecký přínos návštěv různých měsíců Jupitera nebo Saturnu, stejně jako připravit pro ESA „jízdní řád“ směrem k inovativním technickým řešením, která by měla podobnou misi dovolit realizovat.
Vědecké priority byly nastavené už v požadavcích plánu Voyage 2050: mise by se měla zaměřit na obyvatelnost světů s oceány hledáním vazeb mezi jejich interiérem a okolím, hledáním stop minulého nebo současného života nebo na pátrání po prvcích a sloučeninách na povrchu, které umožňují fungování života.
„Koncepty misí, které jsme doporučili, by přinesly obrovský vědecký význam, posunuly naše znalosti o notný kus vpřed a budou nezbytné pro úspěšnou detekci biosignatur na ledových měsících,“ konstatuje astrobioložka Dr. Zita Martinsová z Instituto Superior Técnico, která předsedala týmu planetárních vědců.
„Jsem nesmírně šťastná, že jsem mohla být součástí tohoto procesu, být u prvních krůčků něčeho, co má potenciál vést průzkum měsíců obřích planet v rámci ESA. Pátrání po obyvatelných podmínkách a po stopách života ve Sluneční soustavě je neskutečnou výzvou z vědeckého i technického pohledu, ovšem zároveň je nesmírně vzrušující.“
Ambiciózní, ale dosažitelný. Jako obvykle
Samozřejmě, že i velké sny musí zůstat v mantinelech toho, co je technicky proveditelné a finančně uskutečnitelné. Zatímco Dr. Martinsová se spolupracovníky se zaměřila na vědu, týmy inženýrů v rámci ESA CDF (Concurrent Design Facility) analyzovaly, jaký druh mise má vůbec smysl zvažovat s ohledem na to, jaké technologie budou vyvinuté a dostupné v následujících dvou dekádách.
„Vypracovali jsme tři studie CDF zaměřené na nejslibnější měsíce: na Jupiterův Europa a Saturnovy Enceladus a Titan,“ vysvětluje vedoucí oddělení budoucích misí ESA Dr. Frederic Safa. „Tým vědců úzce spolupracoval s techniky CDF na cílech každé studie. Výsledky pak pomohly jasně určit, co lze udělat se zdroji, které budeme mít k dispozici ve 40. letech tohoto století.“
Výsledky jsou v…
ESA se snaží zamířit na vědu, která znamená skutečný zlom. S ohledem na charakteristiky každého z předvybraných měsíců a budoucích zamýšlených misí k Jupiterovým a Saturnovým vodním světům identifikovali vědci právě měsíc Enceladus jako nejzásadnější cíl. Následoval jiný Saturnův měsíc Titan a na čestné třetí příčce se umístil Jupiterův měsíc Europa.
Dosud žádná kosmická agentura nepřistála na drobném tělese Enceladus. A to má obrovský potenciál v nových vědeckých poznatcích, zvláště pak v oblasti týkající se jeho obyvatelnosti. Obecně je bráno, že splňuje všechny tři základní podmínky pro „obyvatelné prostředí“, tedy že má potenciál podporovat život v námi známé podobě: přítomnost vody v kapalném stavu, zdroj energie a přítomnost specifických chemických prvků.
Enceladus si může ve všech třech případech odpovědět „ano“. Výtrysky, které pronikají skrze jeho ledovou krustu, jsou bohaté na organické sloučeniny, z nichž mnohé představují základní stavební prvek života. Podpovrchový oceán se také zdá být silným zdrojem chemické energie, která by mohla zásobovat živé organismy.
Význam podobné mise by mohl být mimořádný. Mohl by Evropě – opět – nabídnout unikátní místo v průzkumu Sluneční soustavy. „Pátrání po stopách minulého či současného života kolem Saturnu dosud nebylo provedeno. Zaručilo by vedoucí pozici ESA v planetárním průzkumu v nadcházejících dekádách,“ konstatuje ředitelka ESA pro vědu profesorka Carole Mundellová.
Na ramenou gigantů
Nová mise by těžila ze svých předchůdců, kterými byla sonda ESA JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) a společný projekt NASA, ESA a italské ASI Cassini-Huygens, který poslal sondy k Saturnu a jeho měsíci Titan. Nová výprava by nesla pokročilé přístroje schopné odhalit dosud nepředstavitelná tajemství vodních světů, jakými je právě Enceladus. ESA by mohla podobnou misi vypustit počátkem čtyřicátých let pomocí rakety Ariane 6, přičemž automat by ke svému cíli dorazil zhruba o dekádu později. Ve stylu sond JUICE a Cassini-Huygens by mise – pokud zamíří k Enceladu nebo Titanu – mohla uskutečnit fantastickou cestu systémem planety Saturn a provést řadu průletů kolem dalších tajuplných měsíců před velkým finále, kterým by byl detailní průzkum vybraného cíle.
Aby byl vědecký přínos co největší a aby naplnil evropské ambice v planetárních vědách, tak vědecký tým doporučuje, aby mise získala i vzorky světa s oceánem: buď za použití přistávacího modulu, nebo při průletu výtryskem. Mise na Enceladus by přistála v oblasti jižního pólu měsíce, kde by sbírala okolní vyvržený materiál, zatímco mise k Titanu by se zaměřila na jezerní usazeniny. V obou případech by palubní laboratoř vybavená miniaturizovanými a vysoce citlivými přístroji odhalila biochemická tajemství získaného materiálu.
Podobně jako JUICE a Cassini-Huygens, tak by mise k měsícům obřích planet Sluneční soustavy podpořila evropské technické a průmyslové kapacity, neboť by si musely poradit s enormními výzvami. Mezi ně patří omezené množství sluneční energie, divoce se měnící teploty nebo udržování komunikace na velké vzdálenosti. Podobné výzvy už musela ESA řešit u sondy JUICE.
Nová mise posune evropskou konkurenceschopnost v mnoha vědeckých a technologických oblastech, včetně montáže na oběžné dráze, práce v extrémních prostředích, technikách přistávání a inovativních vědeckých přístrojích. Všechny tyto revoluční technologie budou mít širokou paletu uplatnění, které dalece přesahuje vědecký kosmický program ESA.
Kosmická věda v ESA
ESA uskutečňuje přibližně jednu velkou misi za dekádu. Příklady stávajících a minulých jsou: JUICE, Rosetta, XMM-Newton či Herschel. Každá z nich plní mimořádně nesnadný úkol, přičemž vyžaduje nasazení úplně nových technologií a spojuje úsilí tisíců špičkových vědců a techniků. Mimořádné evropské výsledky ve vesmíru přitom zajišťuje robustní a stabilní kosmický vědecký program; multidisciplinární zásah také vytváří mimořádný společenský dopad a růst, který ESA poskytuje svým členským státům.
Nová mise třídy L k „měsícům planetárních obrů“ je první ze tří zamýšlených pro program ESA Voyage 2050. Tyto budou doplněny řadou misí střední a malé třídy. Společně nabídnou rozmanitost a pružnost v následujících více než dvou dekádách, čímž uspokojí ambice evropských vědeckých komunit. „Pečlivým plánováním programu Voyage 2050 zajistíme, že vědecký program ESA bude v první linii světové vědy i po následující generace,“ uzavírá profesorka Mundellová.
Další informace jsou k dispozici na portálu Evropské kosmické agentury (ESA).
