Пока зонд «Кассини» готовится к смерти через погружение в Сатурн в следующем году, планетологи встретились на прошлой неделе в Боулдере, штат Колорадо, чтобы обсудить создание его возможных преемников.
Под замёрзшей поверхностью Энцелада скрывается большой океан, а через трещины в его ледяном панцире в космос извергаются фонтаны воды. Выбросы постоянно добавляют лёд к одному из колец Сатурна и дразнят возможностью их исследовать. Но «Кассини» не может исследовать их. Его приборы недостаточно точны для анализа проб воды, потому что, когда его создавали, никто не знал о существовании выбросов.
«Это очень хороший пример того, почему так трудно проектировать космические миссии, — говорит Алексис Буке (Alexis Bouquet), аспирант Юго-западного исследовательского института (Southwest Research Institute) в Сан-Антонио, штат Техас. — По сути, мы собираемся отправить аппарат к объекту, о котором многого не знаем. Так что нас всегда ожидают сюрпризы».
Когда «Кассини» несколько раз пролетал через выбросы Энцелада в течение последних 11 лет, его приборы фиксировали в больших количествах молекулы водорода — возможное доказательство существования гидротермальных источников в океане этого спутника Сатурна. Если информация подтвердится, эти источники станут серьёзным доказательством возможности жизни подо льдом.
Но неясно, происходят ли обнаруженные молекулы водорода из Энцелада или из самого «Кассини». Дело в том, что, когда льдинки из водяных шлейфов Энцелада ударяются о приборы «Кассини», это сравнимо тем, как насекомые разбиваются о лобовое стекло автомобиля. Насекомые, хоть и несравнимы по твёрдости с лобовым стеклом, влетают в него на такой скорости, что могут даже повреждать стекло, создавая микрократеры. Так и льдинки шлейфов Энцелада, врезаясь в приборы «Кассини», выбивают из них частички титана, который, вступая в реакцию, захватывает кислород из замёрзшей воды, высвобождая молекулы водорода.
На встрече в Боулдере Буке представил компьютерную модель, разработанную, чтобы выяснить, сколько на самом деле молекул поймано в выбросах Энцелада, а сколько являются следствием несовершенства приборов. Чтобы в будущих миссиях избежать этой погрешности, в новом устройстве для взятия проб, по мнению участников встречи, можно было бы использовать золотые датчики, которые в отличие от титановых, не вступают в подобную реакцию. Был также предложен вариант с мягкой губчатой сетью, аналогичной устройствам захвата, разработанным для аппарата Stardust, который захватил несколько частичек космической пыли из межзвёздного пространства в 2006 году.
Сеть площадью примерно в 12 квадратных сантиметров будет достаточно велика, чтобы захватить несколько микрограммов вещества из выбросов, говорит Ричард Матис (Richard Mathies), химик из Калифорнийского университета в Беркли (University of California, Berkeley). Хотя её размер не особо велик, предлагаемая лаборатория на чипе Enceladus Organic Analyzer — новые подробности устройства которой сотрудники Матиса представили в Боулдере — может среди миллиарда молекул обнаружить одну органическую молекулу, утверждает Матис.
Спускаемые аппараты и буровые устройства могли бы помочь ещё ближе познакомиться с подповерхностным океаном. Но, чтобы спуститься к нему, они должны или врезаться в поверхность с колоссальной силой, или растопить лёд, потревожив живых существ, если они там есть, и существенно снизив, таким образом, вероятность их обнаружения. Испытания инструмента Enceladus Organic Analyzer показывают, что он сможет продолжить работать, даже испытав перегрузку во время удара в 50000 g, что превышает перегрузку, которую испытывает артиллерийский снаряд.
На встрече Аманда Стоктон (Amanda Stockton) из Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology) представила концепции дизайна оптических приборов, размещённых в центре посадочного модуля, что должно повысить для них вероятность пережить столкновение с поверхностью.
Ещё одна предложенная миссия, Enceladus Explorer, должна создать роботизированную базовую станцию вблизи южного полюса спутника, где предположительно происходят выбросы. Буровой робот под названием IceMole мог бы растопить лёд и, пробившись через него, спуститься на глубину примерно от 100 до 200 метров к океану.
Исследователи из Аахенского университета прикладных наук (нем. FH Aachen — University of Applied Sciences) в Германии рассказали на встрече о планах протестировать меньшую модель зонда в вакуумной камере при смоделированных космических условиях.
Даже при планировании будущих миссий, планетологи ещё долго будут анализировать данные с «Кассини» после того, как он сделает свои окончательные измерения. «„Кассини“ не только выполнил свою миссию, но открыл путь армаде зондов, предназначенных исследовать океаны во внешней Солнечной системе», — сказала Анджела Стикл (Angela Stickle) из Лаборатории прикладной физики университета Джонса Хопкинса (англ. Johns Hopkins University) в Балтиморе, штат Мэриленд. «„Кассини“ — фантастический и чудесный зонд, — добавила она. — Но, как и любой другой хороший космический аппарат, он оставил больше вопросов, чем ответов. Большее число миссий к этим планетам поможет ответить на эти вопросы».
Последняя фаза жизни аппарата (получившая имя «Финал оперы» (Grand Finale) по итогам голосования среди посетителей сайта НАСА) начнётся в конце 2016 года. «Кассини» совершит серию потенциально опасных манёвров, которые позволят астрономам взглянуть на Сатурн и его спутники с новых ракурсов. В финале планируется столкнуть «Кассини» с Сатурном и собрать уникальные данные о структуре и физических свойствах слоёв его атмосферы.