Diese Wissenschaftler wollen eine NASA-Sonde zum Vulkanmond Io . des Jupiter schicken

Eine künstlerische Darstellung der geplanten Io Volcano Observer-Mission nach Io und der möglichen inneren Strukturen des vulkanischen Mondes des Jupiter. (Bildnachweis: Illustration von James Tuttle Keane (Caltech) und dem Wissenschaftsteam Io Volcano Observer (CC-BY))

Wenn es um Monde des äußeren Sonnensystems geht, neigen potenziell bewohnbare Welten dazu, das Rampenlicht zu stehlen – aber wenn ein Team von Wissenschaftlern ihren Willen durchsetzt, könnte die NASA eine Mission zu einer Welt schicken, die biologisch sicherlich tot ist, aber geologisch weit davon entfernt.

Diese Welt, Jupiters unglaublich vulkanischer Mond Io, ist das Ziel einer Mission, die Wissenschaftler der NASA zum dritten Mal vorschlagen, nach einer Neuausrichtung, von der sie hoffen, dass das Projekt für die Weltraumbehörde attraktiver wird. Die als Io Volcano Observer (IVO) bekannte Mission würde 2026 starten und 2031 ihr Ziel erreichen. Dort würde sie, wie das neue Motto der Mission lautet, 'der Hitze folgen', um zu verstehen, wie die Gravitation das die Monderfahrungen lösen seine extremen Vulkanausbrüche aus.

'Gezeitenerwärmung ist ein Prozess, der im gesamten Kosmos stattfindet', sagte Alfred McEwen, ein planetarischer Geologe an der University of Arizona und leitender Ermittler der IVO-Mission, gegenüber guesswhozoo.com. Auf eisigen Monden wie Jupiters Europa und Saturns Enceladus schmilzt die Gezeitenheizung ihr Inneres, um die riesigen Ozeane zu bilden, von denen Wissenschaftler glauben oder wissen, dass sie sich unter der Oberfläche verstecken, und das gleiche Phänomen wird auch in anderen Sonnensystemen vermutet. Aber auf Io ist es wirklich eine Kraft, mit der man rechnen muss. 'Io ist der beste Ort, um es zu studieren, weil es dort so ausgeprägt ist', sagte McEwen.

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Keine Weltraumbehörde hat jemals eine spezielle Mission nach Io geschickt; Das meiste, was Wissenschaftler heute über den Mond wissen, stammt aus der Voyager-Mission durch das äußere Sonnensystem, der Galileo-Mission zum Jupiter und bodengestützten Beobachtungen. Bevor die Voyager vorbeiflog, wussten die Wissenschaftler nicht einmal, dass der Mond aktive Vulkanausbrüche beherbergte, die heute sein berühmtestes Merkmal sind.

Aber im Moment kommen die einzigen neuen Daten, die Wissenschaftler über den Mond sammeln können, vom Boden, und Teleskope können keinen detaillierten Blick auf die dramatische Oberflächenaktivität von Io werfen. 'Ich würde gerne eine weitere Mission zu Io sehen', sagte Julie Rathbun, eine Planetenwissenschaftlerin am Planetary Science Institute, die Ios Vulkanismus untersucht, aber nicht am IVO-Vorschlag beteiligt ist, gegenüber guesswhozoo.com. 'Eine Mission nach Io zu bekommen ist wirklich schwer.'

Die Galileo-Raumsonde der NASA entdeckte den Jupitermond Io mitten in der Eruption.(Bildnachweis: NASA/JPL/DLR)

Die vorgeschlagene IVO-Mission würde zu der der NASA passen Entdeckungsprogramm , dieselbe Haushaltsklasse, die die Kepler Planetenjagdteleskop, das Einblick Lander, der gerade seine Arbeit auf dem Mars und dem Dämmerung Mission zum Asteroidengürtel. Dieser relativ niedrige Preis wird zum Teil durch die Wiederverwendung von Instrumenten ermöglicht, die für andere Raumfahrzeuge entwickelt wurden, einschließlich für die kommenden Europa Clipper und europäisch Jupiter Icy Moons Explorer Missionen sowie für die europäisch-japanische Mission BepiColombo, die derzeit auf dem Weg zum Merkur ist.

Das Flugdesign der Mission trägt dazu bei, die Strahlenbelastung des Raumfahrzeugs besser beherrschbar zu machen. 'Wir machen enge Vorbeiflüge, aber sie sind sehr schnell und wütend, weil die Strahlung intensiv ist, also steigen wir aus', sagte McEwen. Die IVO-Sonde würde im Laufe von vier Jahren 10 solcher Vorbeiflüge machen, die jeweils sorgfältig auf die Signale der Gezeitenerwärmung abgestimmt waren, die die Vulkane antreibt.

Gezeitenerwärmung ist das Ergebnis der gravitativen Wechselwirkung verschiedener planetarischer Körper. Im Fall von Io interagiert seine Schwerkraft mit der seines riesigen Nachbarn Jupiter sowie seiner Begleitmonde Europa und Ganymed . Diese Wechselwirkungen sind besonders stark, weil die Umlaufbahnen der Monde synchronisiert sind: Für jedes Mal umkreist Ganymed, Europa zweimal und Io viermal.

Diese Uhrwerksbeziehung, die Wissenschaftler Laplace-Resonanz nennen, bedeutet, dass Io eine besonders starke Gezeitenerwärmung erfährt. Aber Wissenschaftler wissen nicht genau, was sich in Io befindet – ob sein Herz aus geschmolzenem Gestein oder festem Material besteht – was es schwierig macht zu wissen, wie diese Gezeitenheizung tatsächlich funktioniert.

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IVO würde das lösen. Seine Instrumente werden feststellen können, ob Io einen globalen Magmaozean verbirgt oder ob seine Vulkane aus überwiegend festem Gestein aufsteigen. Sie werden auch die Zusammensetzung und Temperatur der Lava auf der Mondoberfläche messen können, mit der Wissenschaftler feststellen können, wie heftig und wie häufig die Eruptionen sind.

Die Auswirkungen wären nicht auf einen fernen Mond beschränkt, sondern auf alle Welten, die Gezeitenerwärmung erfahren. Und IVO kann uns auch über unsere eigene Welt lehren.

Das Leben auf der Erde hat fünf große Massenaussterben überstanden, und jedes Aussterben entspricht einem Anstieg der dramatischen vulkanischen Aktivität, sagte McEwen. Io ist möglicherweise das Modell, das katastrophalen Eruptionen am nächsten kommt und so viel Lava und vulkanisches Gas ausströmt. 'Io bietet sehr großflächige Lavaausbrüche mit sehr hohen Temperaturen, wie sie in der frühen Geschichte der terrestrischen Planeten üblich waren', sagte McEwen. 'Wenn Sie es verstehen wollen, ist es wirklich besser, es zu sehen, und Io ist der einzige Ort, um das zu tun.'

Vulkanausbrüche auf der Erde sind bekanntermaßen kompliziert; Deshalb können Wissenschaftler trotz bester Überwachung keine Eruptionen vorhersagen. Aber bei Io sind Eruptionen nicht nur einfach, sie sind auch weit verbreitet.

„Es ist wie dieses Geschenk – wenn Sie den Vulkanismus wirklich verstehen wollen, gehen Sie hier hin“, sagte Rathbun. 'Io ist fast Vulkan in ihrer reinen Form.'

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