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"Ocean Worlds :"집에 더 가까이있는 외계인 찾기


약 1 세기 동안 과학자들과 천문학 자들은 간접적 수단을 사용하여 지구 너머의 생명체에 대한 증거를 찾고있었습니다. 지난 60 년 동안 우리는 로봇 우주선을 사용하여 태양계 전체의 생체 서명을 검색하는 직접적인 수단을 사용하여 그것을 찾을 수있었습니다.

그리고 지금까지 우리의 노력은 성공하지 못했지만 우리는 표면을 거의 긁지 않았다는 사실을 알면 위로를 얻을 수 있습니다. 그리고 우리가 잘못된 곳을 찾고 있었을 가능성이 있습니다. 육지 생물로서 우리는 물이 많은 암석 행성에 생명체가 존재할 가능성이 높다고 생각하는 것을 용서받을 수 있습니다.

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그러나 과학자들이 1970 년대부터 의심하기 시작했듯이, 우리 태양계에서 생명체를 찾는 최선의 방법은 실제로 많은 얼음 달 표면 아래에있을 수 있습니다.

"오션 월드"란 무엇입니까?

정의에 따르면 해양 세계는 풍부한 물 공급원을 가진 물체입니다. 지구 표면의 71 %가 물로 덮여 있다는 점을 감안할 때 지구는 "바다 세계"의 좋은 예입니다. 흥미롭게도 화성과 금성도 표면에 바다가 있었지만 행성이 기후에 상당한 변화를 겪으면서 사라졌습니다.

물은 우리가 알고있는 생명체에 필수적이기 때문에 지구와 같은 해양 세계는 오랫동안 매우 희귀하고 귀중한 것으로 여겨져 왔습니다. 그러나 1970 년대부터 로봇 임무를 통해 태양계 외부의 얼음 달 표면 아래에 바다가 존재할 수도 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 가장 먼저 발견 된 것은 목성에서 가장 큰 위성으로 갈릴리 위성 (설립자 갈릴레오 갈릴리의 이름을 따서)이라고도합니다.

생명에 필수적인 요소 (산소, 탄소, 인, 메탄 등) 및 내부 가열 메커니즘을 포함하는 풍부한 화학 환경과 결합하여 과학자들은 이러한 신체가 생명을 지원할 수 있다고 추측하기 시작했습니다. 지난 수십 년 동안 생명의 징후 ( "생체 서명")를 찾기 위해이 기관에 로봇 임무를 보내는 제안이있었습니다.

2004 년 NASA는 외부 태양계 탐사를위한 과학적 우선 순위와 경로를 식별하는 임무를 맡은 외부 행성 평가 그룹 (OPAG)을 설립했습니다. 2016 년까지 OPAG는 생명을 찾기 위해 "해양 세계"를 탐험하는 임무의 기반을 마련하는 임무를 맡은 Roadmaps to Ocean Worlds (ROW) 그룹을 설립했습니다.

ROW의 목표와 ROW의 목표는 워싱턴 DC에있는 NASA HQ의 "Planetary Science Vision 2050 Workshop"에서 전달 된 "생체 서명에 대한 초기 현장 분석 후 Europa의 탐색 경로"라는 제목의 프레젠테이션에 요약되어 있습니다.

이러한 목표는 행성 과학 연구소의 Amanda Hendrix와 NASA Goddard 우주 비행 센터의 Terry Hurford가 이끄는 '해양 세계에 대한 NASA 로드맵'이라는 제목의 2019 년 연구에서 온라인으로 게시되었습니다. 그들이 말했듯이 :

ROW (Roadmap to Ocean Worlds)의 목적과 미래의 Ocean Worlds 프로그램의 범위를 제한하기 위해, 우리는 "바다 세계"를 현재 액체 바다 (반드시 글로벌 한 것은 아님)가있는 몸체로 정의합니다. 우리 태양계에서 해양을 가질 수 있거나 갖고있는 것으로 알려진 모든 물체는이 문서의 일부로 간주됩니다. 지구는 잘 연구 된 해양 세계로 참고 자료 ( "실측 정보")와 비교 지점으로 사용할 수 있습니다. "

우리 태양계의 해양 세계 :

현재 NASA는 태양계 내에 최대 9 개의 해양 세계가있을 수 있다고 결정했으며 더 많은 것이있을 수 있다고 생각했습니다. 여기에는 Ceres, Europa, Ganymede, Callisto, Enceladus, Dione, Titan, Triton, Pluto-얼음 달과 얼음 작은 행성의 조합이 포함됩니다.

이 세계는 모두 표면 얼음과 코어 맨틀 경계 사이에 존재하는 내부 바다를 소유하고 있다고 믿어집니다. 이 세계에 대한 흥미로운 특징은 물과 얼음으로 구성되어 있다는 것입니다. 지구상에서 물은 지구 전체 직경의 1 %만을 차지합니다. 그러나이 달과 소행성에서는 55 % (유로파)에서 90 % (가니메데와 엔셀라두스) 사이입니다.

또한 지구상에서 바다의 가장 깊은 부분은 서태평양에 있습니다. 특히 Challenger Deep으로 알려진 지역입니다. 이 지역은 마리아나 해구의 남쪽 끝에 위치하며 약 11,000m (36,200 피트) 깊은. 지구의 모든 바다를 합친 것보다 더 많은 바닷물을 가지고 깊이가 약 100km (62 마일)까지 올라갈 수있는 바다와 비교해보십시오.

얼마나 더? 규모가 가장 낮은 유로파를 고려해보십시오. 얼음층과 해수는 약 3 천조 입방 킬로미터 (3 × 10 ^ 18 m³)로 추정되며, 이는 지구의 모든 대양을 합친 부피의 두 배보다 약간 더 많습니다. 규모의 다른 쪽 끝에는 지구보다 39 배 더 많은 얼음과 물의 양이 추정되는 가니메데가 있습니다.

물 외에도이 세계는 휘발성 화합물 (예 : 이산화탄소, 메탄, 암모니아), 생물학적 분자 및 지열 활동이나 방사성 원소의 붕괴로 인한 내부 난방을 보유하고있는 것으로 밝혀졌습니다. 물, 생물학적 분자 및 에너지의 이러한 조합은이 달이 외계 생명체를 찾는 후보가 될 수 있도록합니다.

케레스:

왜 소행성 세레스는 소행성대에서 가장 큰 물체이자 화성과 목성 사이에서 가장 큰 물체입니다. 사실 1801 년 주세페 피아 치에 의해 발견되었을 때 처음으로 관측 된 소행성대의 일원이었습니다. 다음 2 세기 동안 계속해서 "소행성"으로 불릴 것입니다.

그러나 2000 년대 초의 Great Planet Debate에서 Ceres는 재 분류되고 있음을 알게되었습니다. 명왕성과 궤도를 비우지 않은 다른 구형 체와 마찬가지로 세레스는 제 26 차 국제 천문 연맹 (IAU) 총회에서 통과 된 결의에 따라 "왜성 행성"(또는 소행성)으로 지정되었습니다.

크기와 밀도에 따라 Ceres는 규산염 광물과 금속으로 구성된 코어와 얼음으로 구성된 맨틀로 구별되는 것으로 믿어졌습니다. 또한 코어-맨틀 경계에 위치하게 될 Cere의 내부에 액체 바다의 존재를 뒷받침하는 여러 증거가 있습니다.

예를 들어, 과학자들은 Cere의 북극 근처에서 상당한 양의 수산화 이온을 발견했으며, 이는 자외선 태양 복사에 의해 화학적으로 분리되는 수증기의 산물 일 수 있습니다. 중위도 주변에서 여러 수증기 소스가 발견되었습니다.

이는 혜성 충돌로 인해 승화 한 표면 얼음의 결과이거나 내부 열과 지하 압력으로 인한 극저온 화산 폭발의 결과 일 수 있습니다.

또한 표면의 적외선 데이터는 탄산나트륨과 소량의 염화 암모늄 또는 중탄산 암모늄의 존재를 나타냅니다. 이러한 물질은 아래에서 표면에 도달 한 염수의 결정화에서 유래했을 수 있습니다.

세레스가 가지고있는 것으로 알려진 천연 부동액 인 암모니아의 존재는이 내부 바다가 액체 상태를 유지하는 방법 일 수 있습니다. 100km (62 마일) 깊이로 추정되며 2 억 km³ (48 마일)의 물을 포함 할 수 있습니다. 이것은 지구상에 존재하는 담수의 거의 3 배인 3,500 만 km³ (840 만 mi³)입니다.

이 몸이 내부의 생명을 지탱할 가능성이 있습니까? 현재 명확하지 않지만 확인해 볼 가치가 있습니다!

칼리스토 :

목성의 갈릴리 달의 가장 바깥쪽에있는 칼리스토는 내부에 바다를 품고있는 것으로 알려져 있습니다. 세레스와 마찬가지로이 바다는 내부에 충분한 양의 암모니아가 있고 붕괴가 필요한 열을 제공하는 방사성 원소가 존재할 가능성이 있기 때문에 존재한다고 믿어집니다.

이 바다의 존재는 목성의 강력한 자기장이 칼리스토 표면 너머로 침투하지 않는다는 사실에 근거하여 가정됩니다. 이는 얼음 시트 아래 깊이가 10km (6.2 마일) 이상인 전도성이 높은 유체 층이 있음을 나타냅니다. 그러나 충분한 양의 암모니아를 허용하면 최대 250-300km (155-185 마일) 깊이까지 올라갈 수 있습니다.

사실이라면 칼리스토는 암석 물질과 물의 얼음과 거의 같은 부분을 차지한다는 것을 의미합니다. 얼음은 달의 약 49 ~ 55 %를 구성하고 물의 얼음은 전체 표면 질량의 25 ~ 50 %를 구성하는 휘발성 물질 (암모니아와 같은)을 포함합니다. 이 가상의 바다 아래에서 Callisto의 내부는 압축 된 암석과 얼음으로 구성되어 있으며 암석의 양은 깊이에 따라 증가합니다.

이것은 Callisto가 얼음과 바위의 혼합으로 둘러싸인 600km (370 마일) 이하의 작은 규산염 코어로 부분적으로 만 구별된다는 것을 의미합니다. 생명체를 찾기위한 좋은 방법은 아니지만, 그럼에도 불구하고 내부 바다를 탐험하는 임무는 매우 중요합니다!

유로파 :

유로파는 모든 것을 시작한 달입니다! 수십 년 동안 과학적 합의는이 목성 (및 갈릴리) 달의 표면 아래에 액체 바다가 있으며, 아마도 핵심 맨틀 경계에 위치해 있다는 것이 었습니다. 이에 대한 메커니즘은 목성의 강력한 중력장이 유로파의 암석, 금속 코어가 지열 활동을 경험하게하는 조석 굴곡으로 여겨집니다.

이 활동은 내부의 열과 미네랄이 바다로 주입되는 해저에 열수 통풍구를 형성 할 수 있습니다. 지구상에서 그러한 통풍구는 가장 초기의 생명체가 존재했던 곳으로 믿어집니다 (약 42 억 8 천만년 전으로 거슬러 올라가는 화석화 된 박테리아에 의해 표시됨).

비슷한 맥락에서 유로파의 열수 통풍구는 극한의 박테리아와 같은 유사한 생명체와 더 복잡한 생명체를 생성 할 수 있습니다.

이 내부 바다의 존재는 다양한 로봇 임무에 의해 수집 된 여러 증거에 의해 뒷받침됩니다. 여기에는 내부의 조석 굴곡을 예상하는 지질 학적 모델과 유로파에서 "혼돈의 지형"을 드러낸 탐사선으로 촬영 한 이미지가 포함됩니다. 여기서 지형은 띠와 능선이 교차하고 매우 매끄 럽습니다.

또한주기적인 물 기둥이 유로파의 표면을 뚫고 최대 200km (120 마일) 높이에 도달하는 것을 관찰하고 있습니다. 이는 후지산 높이의 20 배 이상입니다. 에베레스트 산! 이는 유로파가 목성에서 가장 먼 지점 (근근)에있을 때 나타나며 조력에 의해 발생합니다.

이 데이터를 사용하여 과학자들은 유로파의 내부 환경을 설명하는 일련의 모델을 개발했습니다. 이들 각각은 생명의 존재 가능성과 표면에서 그 증거를 찾을 수있는 우리의 능력에 영향을 미칩니다.

"얇은 얼음 모델"에서 얼음 껍질의 두께는 몇 km (일부 지역에서는 200m (650ft))에 불과하며 지하와 표면 사이의 접촉이 일반적인 특징입니다.이 접촉은 유로파의 유명한 제품을 생산하는 역할을합니다. "혼돈의 지형". 광대 한 호수 위에있는 얇은 얼음 부분으로 생각됩니다.

더 선호되는 "두꺼운 얼음 모델"에서 바다와 표면 사이의 접촉은 드물며 열린 능선 아래에서만 발생합니다. 이 두 모델 사이에서 과학자들은 유로파의 지각 두께가 10 ~ 30km (6 ~ 19 마일) 사이 인 반면, 액체 바다는 약 100km (60 마일) 깊이까지 뻗어 있다고 추정합니다.

액체 물, 유기 분자 및 화학, 내부 가열의 이러한 조합으로 인해 유로파는 지구 너머의 생명체를 찾는 최고의 후보 중 하나로 간주됩니다.

가니메데 :

갈릴리 파 중 하나 인 또 다른 목성의 달은 가니메데로, 물이 많이 든다는 기록을 세웠습니다! 이 달을 구별하는 또 다른 점은 다른 달 (또는 암석 행성)이 가지고 있지 않은 고유 자기장과 오로라를 경험하는 대기입니다.

유로파와 마찬가지로이 달은 내부 열을 생성하기 위해 목성의 중력과 상호 작용하여 구부러지는 금속과 규산염 광물로 구성된 핵을 가지고 있다고 생각됩니다. 이 열은 코어 맨틀 경계에 위치한 액체 바다를 허용합니다.

모두 말하면, 가니메데는 동일한 비율의 암석 물질과 물 얼음으로 구성되어 있으며, 물은 달 질량의 46 ~ 50 %, 표면 질량의 50 ~ 90 %를 차지합니다.

다른 증거 외에도 가니메데의 오로라가 어떻게 작동하는지에 대한 로봇 임무를 통해 얻은 자료를 통해 가니메데 내부에 바다가 존재한다는 사실이 확인되었습니다. 이 오로라는 가니메데의 자기장 (다른 달에는없는 것)의 영향을 받는데, 이는 바닷물로 구성된 거대한 지하 바다의 존재에 의해 영향을받습니다.

로봇 탐사선이 측정 한 결과에 따르면 달의 내부는 반경이 최대 500km (310 마일)에 이르는 단단한 내부 코어 (구성 또는 철과 니켈)와 액체 철 및 황화철 외부 코어로 구분되는 것으로 알려져 있습니다. . 이 외부 코어의 대류는 가니메데의 고유 자기장에 전력을 공급하는 것으로 믿어집니다.

바깥 쪽 빙각은 반경이 800km (497 마일)로 추정되는 가장 큰 층입니다. 이 추정치가 정확하다면 가니메데는 태양계에서 가장 깊은 바다를 소유하고 있습니다. 이 바다가 생명체를 품을 수 있는지 여부에 대해서는 여전히 추측이 많습니다.

엔셀라두스 :

여기에 "Ocean Worlds"클럽에 대한 최신 항목이 있습니다. 2005 년에 NASA의 카시니 임무는이 달의 남반구에서 "호랑이 줄무늬"라고 알려진 일련의 지형지 물 주변에서 나오는 물 제트의 존재를 지적했습니다. 이 줄무늬는 표면 얼음의 선형 움푹 들어간 부분에 해당합니다.

그 이후로 과학자들은 엔셀라두스가 얼음 지각 아래에 액체 바다가있을 가능성을 즐겼습니다. 카시니 임무에 의해 수행 된 중력 측정에 근거하여 과학자들은 그것이 표면 아래 약 10km (6.2 마일) 깊이까지 뻗어 있으며 표면 기둥이 끝까지 뻗어 있다고 추정합니다.

연기를 분석 한 결과 매초 250kg (lbs)의 수증기를 최대 2,189km / h의 속도로 분주 할 수있어 최대 500km (310 마일)까지 우주 공간에 도달 할 수 있습니다. 이러한 분출의 강도는 엔셀라두스 궤도의 변화에 ​​따라 크게 달라집니다.

엔셀라두스가 (토성에서 가장 먼) 종말에있을 때, 분출이 지나가는 균열은 더 적은 압력을 받아 더 넓게 열립니다. 기둥 자체는 지열 활동이 바다를 유지하는 맨틀 중심 경계의 지하 챔버에서 유래 한 것으로 여겨집니다.

더욱 인상적인 것은 분광 분석을 통해 수화 광물뿐만 아니라 연기에 메탄과 단순 탄화수소의 존재가 밝혀 졌다는 사실입니다. 이러한 요소는 모두 우리가 알고있는 생명체에 필수적이며 단순한 생명체의 식민지가 엔셀라두스의 내부에 존재 함을 나타낼 수 있습니다.

타이탄:

토성의 가장 큰 달은 지구의 물 순환과 매우 유사한 메탄 순환을 갖는 것으로 유명합니다. 메탄은 호수로 표면에 존재하고 증발하여 구름을 형성하고 탄화수소 비의 형태로 표면으로 돌아옵니다. 모두 말해, 타이탄은 지구상의 모든 석유 매장지를 합친 것보다 대기와 표면에 더 많은 탄화수소를 함유하고 있습니다.

동시에 Titan은 또한 생명체를 나타낼 수있는 프리 바이오 틱 조건과 유기 화학을 표면에 가지고있는 것으로 밝혀졌습니다. 게다가 Titan은 생명체를 지탱할 수있는 액체의 바다가 표면 아래에있을 수 있습니다. 칼리스토와 마찬가지로 Titan의 내부는 물의 얼음과 바위 같은 물질 / 금속으로 구분되고 구성되어 있다고 믿어집니다.

중앙에는 다양한 형태의 결정화 된 얼음과 더 깊은 수준의 고압 얼음으로 구성된 층으로 둘러싸인 함수 암석 물질의 3,400km (~ 2100 마일) 코어가 있습니다. 그 위에는 최대 200km (125 마일) 두께의 액체 바다가 있으며 물과 암모니아로 구성되어있어 기온이 영하로 내려가도 물이 액체 상태를 유지할 수 있습니다.

다른 "바다 세계"와 마찬가지로이 지하 바다의 존재는 여러 증거에 의해 뒷받침됩니다. 여기에는 달 표면이 매우 매끄럽고 젊다는 사실이 포함되며, 대부분의 지형지 물은 1 억년에서 10 억년 사이로 거슬러 올라갑니다.

또 다른 지표는 대기 중 메탄의 일부를 유발할 수있는 냉동 오염의 증거입니다. 표면의 액체 메탄의 양은 Titan의 흐릿한 대기에서 가스 농도에 충분하지 않은 것으로 간주되기 때문에 내부 공급원도 역할을하는 것으로 생각됩니다.

타이탄의 생명체에 대한 사례는 여전히 매우 추측 적이며 지구 표준에 따라 매우 이국적인 극단적 인 생명체를 포함 할 것입니다. 그럼에도 불구하고 실험실 시뮬레이션은 Titan에 지구에서 생명체를 시작했다고 생각되는 것과 유사한 화학 진화를 시작하기에 충분한 유기 물질이 있다는 아이디어로 이어졌습니다.

디오네 :

이 토성의 달은 보이저 1, 2 1980 년과 1981 년에 토성 시스템을 통과 한 우주 탐사선입니다. 카시니 2005 년과 2015 년 사이에 5 번의 달 비행을 수행 한 임무.

이 임무에서 밝혀진 것은 매끄러운 지형을 가진 인공위성인데, 이는 내인성 재 포장 및 재생의 표시로 간주됩니다. NASA 과학자들이 만든 모델과 결합 된 Dione의 핵심은 토성 궤도에서 가까워 질수록 증가하는 조석 가열을 경험한다고 믿어집니다. 이것은 Dione의 핵심 맨틀 경계에 액체 바다가 있음을 의미 할 수 있습니다.

트리톤 :

해왕성에서 가장 큰 달은 오랫동안 과학자들에게 근원적 인 미스터리로 남아있었습니다. Triton 표면의 약 55 %는 냉동 질소로 덮여있는 반면, 물 얼음은 15 ~ 35 %를 차지하고 이산화탄소 얼음 (일명 "드라이 아이스")은 나머지 10 ~ 20 %를 구성합니다. 메탄과 소량의 암모니아를 포함하는 미량의 주요 휘발성 물질도 지각에서 발견되었습니다.

밀도 측정에 따르면 Triton의 내부는 암석 물질과 금속으로 만들어진 단단한 코어와 얼음으로 구성된 맨틀과 지각으로 구분됩니다. 내부에 충분한 방사능 요소가 있으면 맨틀의 대류에 전력을 공급하기에 충분한 에너지를 제공 할 수 있으며, 이는 지하 바다를 유지하기에 충분할 수 있다는 이론이 있습니다.

휘발성 원소의 존재는 이러한 가능성을 더욱 높여 주며, 코어에서 충분한 열이 제공된다면이 내부 바다에 생명체가 존재할 수 있습니다.

명왕성:

NASA의 뉴 호라이즌 임무에서 얻은 데이터를 기반으로 과학자들은 이제 명왕성의 내부 구조가 직경 1700km (지구의 70 %)에 해당하는 암석 물질과 금속으로 구분 될 수 있다고 믿습니다. 물, 질소 및 기타 휘발성 물질로 구성된 얼음.

다시 한 번, 핵에 충분한 방사능 원소가 존재한다는 것은 명왕성의 내부가 내부 바다를 유지하기에 충분히 따뜻하다는 것을 의미 할 수 있습니다. 다른 해양 세계와 마찬가지로 이것은 맨틀 중심 경계에 위치하며 두께는 100 ~ 180km (62 ~ 112 마일)로 추정됩니다.

과거 탐사 :

태양계의 해양 세계의 모든 용의자는 과거에 모두 탐색되었습니다. 일부는 지난 수십 년 동안 여러 로봇 미션을 통해 더 광범위하게 탐색되었습니다. 한편 다른 것들은 매우 드물게 또는 최근에야 탐구되었습니다.

목성:

유로파 및 기타 목성 위성 탐사는 NASA의 파이오니어 10 11 1973 년과 1974 년에 각각 목성 시스템의 비행을 수행 한 우주선. 이것들은 유로파와 다른 목성 위성의 첫 번째 근접 촬영 사진을 제공했지만 해상도는 낮았습니다.

보이저 탐사선이 뒤따라 1979 년 목성 시스템을 통과하여 유로파의 얼음 표면에 대한 더 자세한 이미지를 제공했습니다. 이 이미지는 유로파의 "혼돈의 지형"기능을 보여 주었으며, 달에 내부 바다가있을 수 있다는 추측을 불러 일으켰습니다. 달에 대한 목성의 중력과 그에 따른 조석 굴곡을 관찰 한 지구 물리학 적 모델이이 해석을 뒷받침했습니다.

1995 년과 2003 년 사이에 NASA는 갈릴레오 탐사선은 목성을 공전하고 유로파의 수많은 비행을 포함하는 갈릴리 위성에 대한 가장 상세한 조사를 제공했습니다. 유로파의 약한 자기 모멘트를 감지 한 것이 바로이 임무 였는데, 이는 유로파의 내부에 전기 전도성이 높은 물질 층이 존재 함을 나타냅니다. 이것에 대한 가장 그럴듯한 설명은 액체 바닷물의 큰 지하 바다였습니다.

토성:

1979 년 개척자 11 토성 시스템을 통과하여 타이탄의 질량과 대기를 측정했습니다. 1980 년과 1981 년 (각각) 보이저 1 호 2 Titan의 대기에 대한보다 자세한 연구를 수행하고 표면의 밝고 어두운 특징을 밝혀 냈습니다 (나중에 Xanadu 및 Shangri-la 지역으로 알려짐).

2004 년과 2017 년 사이에 카시니-Huygens 임무는 토성과 위성 시스템에 대한 가장 상세하고 포괄적 인 시각을 제공 할 것입니다. 2005 년 엔셀라두스의 깃털을 관찰하는 최초의 로봇 임무였으며, 임무 과학자들은 내부 바다의 표시이자 얼음 입자로 토성의 E- 링을 보충하는 책임이 있다고 결론지었습니다.

Cassini 궤도 선은 또한 Titan의 여러 비행을 수행했으며 Titan 표면의 최고 해상도 이미지를 촬영했습니다. 이를 통해 과학자들은 Xanadu 및 Shangri-La 특징 인 밝고 어두운 지형의 패치를 식별하고 메탄 호수와 바다의 형태로 북부 극지방의 풍부한 액체 공급원을 감지 할 수있었습니다.

유럽 ​​우주국 (ESA) Huygens 착륙선은 2005 년 1 월 14 일에 지상에 착지하여 Titan이 지구에서 가장 멀리 떨어진 곳에 로봇 임무 착륙을 할 수있게되었습니다. 착륙선은 90 분 동안 만 전송할 수 있었지만 데이터가 다시 전송되어 Titan의 표면에 대한 많은 정보가 드러났습니다.

여기에는 과거 어느 시점에서 Titan의 표면 특징 중 많은 부분이 유체에 의해 형성된 것으로 보인다는 증거가 포함되었습니다. 착륙선은 또한 Adiri라고 불리는 밝은 지역의 가장 동쪽 끝에서 떨어진 지역에 대한 정보도 제공했습니다. 여기에는 주로 물 얼음과 어두운 유기 화합물로 구성된 것으로 여겨지는“고원”이 포함되었습니다.

이러한 화합물은 대기 상층에서 생성되며 메탄 비와 함께 타이탄 대기에서 내려와 시간이 지남에 따라 평야에 퇴적 될 수 있습니다. 착륙선은 또한 가능한 하류 활동 (액체 침식)의 추가 증거를 보여주는 작은 바위와 자갈 (물 얼음으로 구성)으로 덮인 어두운 평야의 사진을 얻었습니다.

다른 세계 :

소수의 미션 만이 태양계의 다른 해양 세계를 탐험했습니다. 여기에는 보이저 2 Triton의 비행을 수행 한 탐사선 1천왕성, 해왕성 및 외부 태양계 여행의 일부로 989. 이 비행 중에 보이저 2 달의 표면과 구성에 대한 많은 것을 밝혀낸 수집 된 데이터는 오늘날에도 여전히 연구되고 있습니다.

2015 년과 2018 년 사이에 세레스는 NASA의 새벽 사명. 이 궤도 선은 왜소 행성을 방문하여 지구 너머 두 곳, 즉 주요 소행성 벨트에서 두 번째로 큰 물체 인 세레스와 베스타를 중심으로 궤도를 도는 첫 번째 임무가되었습니다. 가능한 내부 해양의 증거를 찾는 것 외에도 새벽 임무는 액체 바다가 한때 Ceres의 표면의 대부분을 덮었을 수도 있음을 확인했습니다.

마지막으로 명왕성은 2015 년 역사상 처음으로 뉴 호라이즌 사명. 이 임무는 명왕성의 표면에 대한 최초의 명확한 이미지를 제공하여 표면의 특징, 지질 학적 역사, 구성, 대기 및 내부 과정에 대한 암시를 드러 냈습니다.

미래 탐사 임무 :

분명한 이유로, 시간이 지남에 따라 태양계의 해양 세계를 탐험하기 위해 여러 가지 임무가 제안되었습니다. 미래를 내다 보면 이러한 개념 중 다수가 개발 중이거나 실현에 접근하고 있습니다. 또한 우주 탐사의 경계를 넓힐 차세대 미션도 오션 월드 연구에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

유로파 클리퍼 :

2011 년, 미국 행성 과학 십계 조사 (US Planetary Science Decadal Survey)의 일환으로 유로파로의 로봇 임무가 권장되었습니다.이 보고서는 NASA와 국립 과학 재단 (NSF)이 행성 과학의 상태를 검토하고 탐사를 진전시킬 임무를 제안하도록 요청했습니다. 2013 년과 2022 년 사이의 목표.

이에 대해 NASA는 2012 년에 유로파 착륙선의 가능성을 연구하기위한 일련의 연구를 의뢰했으며, 유로파의 비행을 수행 할 수있는 우주선과 궤도에서 달을 연구하는 우주선의 개념도 함께 연구했습니다. 오 비터 제안은 "해양"과학에 집중하는 반면, 다중 비행 제안은 유로파의 내부 화학 및 에너지와 관련된 질문에 집중할 것입니다.

2013 년 7 월 NASA의 Jet Propulsion Laboratory와 Applied Physics Laboratory는 비행 유로파 임무에 대한 업데이트 된 개념을 발표했습니다. 유로파 클리퍼). 거주 가능성을 조사하기 위해 유로파를 탐험하는 것 외에도 가위 임무는 미래의 착륙선을위한 부지를 선택하는 책임이 있습니다. 그것은 유로파를 공전하지 않고 대신 목성을 공전하고 유로파의 저고도 비행 45 회를 수행합니다.

2014 년 1 월 13 일, 하원 세출위원회는 유로파 선교 개념 연구를 계속하기 위해 8 천만 달러 상당의 자금을 포함하는 새로운 초당 법안을 발표했습니다. 2015 년 5 월 NASA는 공식적으로 유로파 클리퍼 2020 년대에 시작될 임무 제안.

그들은 또한이 임무가 얼음 침투 레이더, 단파 적외선 분광기, 지형 영상 기, 이온 및 중성 질량 분광기를 포함하는 일련의 장비에 의존 할 것이라고 밝혔다.

주스:

2012 년 ESA (European Space Agency)는 JUpiter ICy Moon Explorer (JUICE) 기관의 Cosmic Vision 2015-2025 프로그램의 일환으로 미션 개념. 이 임무는 2022 년에 시작되어 2029 년에 목성에 도착하여 최소 3 년 동안 유로파, 가니메데 및 칼리스토의 위성과 목성에 대한 자세한 관측을 수행 할 예정입니다.

이 임무는 Europa와 Callisto의 여러 비행을 수행하지만 궁극적으로 Ganymede에 더 집중할 것입니다. 이것은 카메라, 분광계, 레이저 고도계, 얼음 침투 레이더 기기, 자력계, 플라즈마 및 입자 모니터, 라디오 과학 하드웨어가 포함 된 제품군을 사용하여 수행됩니다.

유로파 랜더 :

NASA는 또한 최근 몇 년 동안 유로파 랜더, 유사한 로봇 차량 바이킹 1 2궤도와 착륙선 조합을 사용하여 1970 년대에 화성을 탐사 한 임무. 임무는 또한 화성 길잡이정신, 기회호기심 로버, 특히 과거의 삶의 흔적을 찾도록 설계된 로버 (일명 "생체 서명").

전임자와 마찬가지로 유로파 랜더 유로파의 거주 가능성을 조사하고 지하 해양의 존재를 단번에 확인함으로써 우주 생물학적 잠재력을 평가합니다. 또한 유로파의 얼음 껍질 안팎의 물 특성을 결정하기 위해 일련의 도구에 의존 할 것입니다.

그러나 물론,이 임무의 가장 큰 목표는 표면으로 나아갈 수있는 생명의 증거를 찾는 것입니다. 이러한 이유로 유로파가 연기 활동을 경험하는 지역은 착륙하기에 이상적인 장소가 될 것입니다.

그러한 임무가 유로파에 착수하거나 도착할 날짜는 아직 지정되지 않았지만, 임무는 미래 탐사에 매우 중요한 것으로 간주됩니다. 아마도 유로파 클리퍼 임무의 여파로 궤도 선이 선택한 사이트에 착륙 할 것입니다.

타이탄 마레 탐험가 / 잠수함 :

NASA와 천문 공동체는 또한 가능한 수생 생물의 징후를 찾기 위해 Titan의 메탄 호수 (특히 Kraken과 Ligeia Mare의 가장 큰 호수)를 탐험하는 임무를 고려했습니다. 한 가지 개념은 NASA가 Lockheed Martin과 함께 고려중인 개념 인 TiME (Titan Mare Explorer)로 알려진 제안입니다.

이 임무는 저비용 착륙선이 타이탄의 북반구에있는 호수에서 3 ~ 6 개월 동안 호수 표면에 떠 다니는 것을 포함합니다. 이 제안은 저가 화성에 찬성하여 2012 년에 기각되었습니다. 통찰력 착륙선 대신 2018 년 화성에 도달했습니다.

타이탄의 메탄 바다를 탐험하기위한 또 다른 제안은 타이탄 잠수함으로, NASA 글렌 연구 센터가 워싱턴 주립 대학의 연구자들과 함께 연구하고있는 개념입니다. 계획은 향후 20 년 이내에이 차량을 타이탄에 보내면 가능한 생명의 증거를 찾기 위해 Kraken Mare와 같은 호수를 자율적으로 탐험 할 것입니다.

타이탄 공중 드론 :

또한 공중 플랫폼 또는 풍선과 착륙선을 조합하여 타이탄의 대기를 탐험하기위한 여러 제안이있었습니다. 여기에는 제이슨 반스 박사와 아이다 호 대학의 연구팀이 설계 한 현장 및 공수 타이탄 정찰 용 항공 차량 (AVIATR)이 포함됩니다.

이 드론은 타이탄 표면의 고화질 이미지를 찍어 지질학에 추가 조명을 비 춥니 다. 임무가 끝나면 비행기는 이러한 흥미로운 기능에 대한 더 많은 정보를 수집하기 위해 Titan의 모래 언덕에 착륙을 시도합니다.

또한 토성의 위성 탐사를위한 NASA / ESA 공동 제안 인 TSSM (Titan Saturn System Mission)도 있습니다. 이 개념은 약 6 개월 동안 타이탄의 대기에 떠 다니는 열기구가 연구를 수행하는 것을 상상합니다.

Outer Planets Flagship Mission 개념 인 TSSM의 설계는 NASA 궤도 선, Titan의 호수를 탐사하기위한 ESA 설계 착륙선, 대기를 탐사하기위한 ESA 설계 풍선의 세 가지 요소로 구성됩니다. 불행히도이 개념은 2009 년 유로파 목성 시스템 미션 (EJSM)에서 사라졌습니다.

가장 최근에 John Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL)에서 급진적 인 제안을했습니다. 잠자리. 이 뉴 프론티어 급 임무에는 수직 이착륙 (VTOL)이 가능하고 원자로로 구동되는 듀얼 쿼드 콥터 로봇 탐험가가 포함됩니다.

그러한 임무는 Titan의 대기를 탐험 할 수있을뿐만 아니라 Titan의 신비한 모래 언덕과 메탄 호수를 탐험하는 것을 포함하여 표면에서 과학을 수행 할 수 있습니다.

제임스 웹 우주 망원경 :

현재 2021 년 출시 예정인 JWST는 허블, 스피처, 케플러 우주 망원경. 현재까지 가장 진보 된 우주 망원경으로서 최첨단 적외선 이미징 기능을 사용하는이 망원경은 과학적 목표가 부족하지 않습니다.

여기에는 초기 우주 탐사, 먼 별과 외계 행성 조사, 태양계 행성 연구가 포함됩니다. Ocean Worlds에 대한 연구가 시작되는 것은 후자의 존경입니다. 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. 그만큼 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


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