Bijna drie jaar nadat NASA's Dawn-missie in Ceres aankwam, heeft het ruimtevaartuig geen brandstof meer. Is het tijd om na te denken over het sturen van een nieuwe missie naar de dwergplaneet?
Het Dawn-ruimtevaartuig van $ 467 miljoen werd in 2007 gelanceerd met een missie om de twee grootste objecten in de asteroïdengordel, Vesta en Ceres, te bestuderen. Na ongeveer een jaar de asteroïde Vesta vanuit zijn baan te hebben bestudeerd, ging hij verder naar Ceres, de kleinste dwergplaneet in het zonnestelsel en de grootste ruimtesteen die in de asteroïdengordel cirkelt.
Toen hij in een baan om Ceres was, ontdekte Dawn dat de dwergplaneet honderden rare lichtpuntjes heeft, veel waterijs bevat en organische moleculen (de basisbouwstenen voor het leven) op het oppervlak heeft. Tegen het einde van de missie hadden wetenschappers echter nog steeds enkele grote vragen over Ceres en wat het ons kan leren over de mogelijkheden van het leven buiten de aarde - vragen die konden worden beantwoord met een vervolgreis naar de oppervlakte. [Foto's: Asteroid Vesta en NASA's Dawn Spacecraft]
"Ik denk dat het soort vragen dat we overhouden waarschijnlijk naar de oppervlakte zal moeten komen, omdat er maar zoveel is dat je vanuit de ruimte kunt vertellen", zegt Paul Schenk, een deelnemende wetenschapper voor de Dawn-missie met de Universities Space Research Association van het Lunar and Planetary Institute in Houston, vertelde Space.com.
In het bijzonder zei Schenk dat hij graag een missie zou zien die erop gericht was om Occator Crater te verkennen, een krater van 92 kilometer breed (92 kilometer) met de grootste en helderste plek van Ceres. Net als de andere heldere plekken op Ceres, bevat de Occator-krater zoute afzettingen die achterbleven toen het zilte water uit de grond omhoog spoot en vervolgens op het oppervlak bevroor. Deze ontdekking door de Dawn-missie onthulde dat het interieur van Ceres warmer is dan wetenschappers eerder dachten. In het geval van Occator Crater was een recente impact waarschijnlijk de bron van die hitte, zei Schenk.
Het meest voorkomende mineraal in Occator Crater is natriumcarbonaat, dat ook voorkomt op plaatsen op aarde die hydrothermale activiteit vertonen - plaatsen zoals Yellowstone National Park "waar bekend is dat bepaalde soorten bacteriën gedijen," zei Schenk. Hij zei echter dat het "vrij onwaarschijnlijk" is dat er op Ceres microbieel leven bestaat, omdat de warmte die wordt gegenereerd door inslagen niet lang genoeg duurt om het leven te laten evolueren. "De inslag genereert voldoende warmte om het ijs te smelten en het grondwater te creëren dat vervolgens in een centraal gebied kan circuleren", zei hij, maar "de zone van warmte trekt samen totdat het water weggaat en bevriest" in de loop van tienduizenden tot een paar miljoen jaar. Hier op aarde ontstonden de vroegste levensvormen 700 miljoen jaar nadat de aarde was gevormd.
Ongeacht of Ceres in staat is om het leven te huisvesten - een mogelijkheid die wetenschappers op dit moment niet hebben uitgesloten of bevestigd - de hydrothermale processen die op de dwergplaneet worden gezien, kunnen wetenschappers helpen vergelijkbare processen op andere lichamen in het zonnestelsel te begrijpen, zoals Jupiter's maan Europa of Saturnusmaan Enceladus - twee van de beste kanshebbers om mogelijk leven buiten de aarde te huisvesten. Kenmerken die op uitgedroogde hydrothermale ventilatieopeningen op Mars lijken, zouden ook ergens in de geschiedenis van de planeet een duurzaam leven kunnen hebben gehad. Net als de bacteriën die in diepzee-hydrothermale ventilatieopeningen op aarde leven, hebben organismen die in vergelijkbare geologische kenmerken op een andere wereld leven, geen zonlicht nodig om te overleven. In plaats daarvan zouden ze vertrouwen op geothermische energie, zoals hydrothermale ventilatieopeningen en platentektoniek.
In het geval van Ceres lijkt geraakt te worden door andere grote ruimterotsen de bron van zijn geothermische energie. 'Hydrothermische reacties met het water brengen duidelijk mineralen naar de oppervlakte', zei Schenk. "Om te begrijpen hoe dat proces werkt op andere planeten, waaronder Mars, gaan we terug en begrijpen we dat chemie en die fysica - het fysische proces van wat er werkelijk gebeurt, hoe die materialen die aan de oppervlakte worden afgeleverd en welke reacties plaatsvinden - plaatsvinden belangrijk om hydrothermale processen in het hele zonnestelsel te begrijpen. We hebben veel van die informatie hier op aarde, maar de chemie van de aardkorst is heel anders dan op Ceres. "
Landing en roving op Ceres
Omdat Occator Crater enkele prikkelende aanwijzingen heeft over de omstandigheden die nodig zijn om het leven op andere werelden te laten ontstaan, hopen wetenschappers een lander te sturen om Ceres 'meest fascinerende kenmerk verder te verkennen, zei Schenk. Idealiter zouden toekomstige missies een kleine rover omvatten zoals die in september op de asteroïde Ryugu is geland.
"Het zou in staat moeten zijn om een aantal instrumenten te gebruiken die je wat diagnostische informatie over de compositie kunnen vertellen, dus het zou de landing moeten overleven en het zou waarschijnlijk moeten kunnen bewegen om naar de specifieke site van belang te gaan , omdat je veilig moet landen, maar dan moet je naar het gebied gaan dat interessant is, wat ingewikkeld kan zijn, 'zei Schenk. (Bijvoorbeeld, de Japanse Hayabusa2-missie naar Ryugu heeft het moeilijk gehad om een veilige landingsplaats te vinden op het verrassend rotsachtige oppervlak van de asteroïde.)
Hoewel Dawn Ceres alleen vanuit een baan om de aarde kon bestuderen en een dichtstbijzijnde hoogte van 35 kilometer kon bereiken, zou een ruimtevaartuig aan de oppervlakte meer te weten kunnen komen over de samenstelling van de dwergplaneet door een monster te scheppen en in situ of in het ruimtevaartuig zelf te analyseren. Dawn gebruikte spectrometers om te bepalen welke elementen zich op het oppervlak van de dwergplaneet bevinden, maar die metingen worden "gedomineerd door die materialen die spectraal actief zijn, die welke absorptiebanden op bepaalde golflengten onthullen", en koolstofhoudende materialen komen niet goed naar voren in die metingen , Zei Schenk. 'Koolstofhoudende materialen zijn vaak behoorlijk flauw, dus we zullen waarschijnlijk naar de oppervlakte moeten gaan om het te vinden.'
Wetenschappers werken al in 2008 aan voorlopige plannen voor de volgende missie naar Ceres, of zeven jaar voordat Dawn het eerste ruimtevaartuig zou worden dat de dwergplaneet zou bezoeken. Een voorgestelde missie, de Ceres Polar Lander genaamd, zou een combinatie van orbiter-lander naar Ceres sturen en de lander op de noordpool laten vallen om aanwijzingen over het leven te zoeken. De missie zou dezelfde soort zachte landingstechnieken gebruiken die NASA heeft gebruikt om ruimtevaartuigen op Mars te laten landen.
Een team van onderzoekers met het Europese ruimtevaartproductiebedrijf Thales Alenia Space en de Universiteit van Nantes in Frankrijk presenteerde het Ceres Polar Lander-missieconcept op het European Planetary Science Congress in 2008.
Toen de Ceres Polar Lander voor het eerst werd voorgesteld, dachten wetenschappers dat de noordpool van Ceres de interessantste plek zou zijn om te studeren. Dit was echter lang voordat Dawn Occator Crater ontdekte, wat nu misschien wel de meest interessante plek op Ceres is.
Momenteel hebben geen ruimtevaartorganisaties plannen om nog een missie naar Ceres te sturen, maar dat zou kunnen veranderen nu de Dawn-missie is afgelopen. Alle voorgestelde NASA-missies zullen een langdurig beoordelingsproces moeten doorlopen voordat ze kunnen worden geselecteerd om naar Ceres te gaan, maar in de tussentijd hebben wetenschappers veel gegevens van Dawn om door te spitten, zei Schenk. 'We beginnen Ceres pas te begrijpen ... het zal even duren voordat we weten wat we echt zien.'
