ESA Science & Technology - Winners Greece

10-12 years old: Ice plumes at the south pole of Enceladus

 Authors: Sotiris Vlachos, Anna Kostopoulou, Stamatis Petropoulos, Chrysanthos Tsoulakou

Στο ηλιακό μας σύστημα βρίσκονται πέντε ουράνια σώματα, που εμφανίζουν ηφαιστειακού τύπου δραστηριότητα με εκρήξεις. Ηφαίστεια που βγάζουν λάβα σαν της Γης, όπως αυτά της Ιούς δορυφόρου του Δία, αλλά και ηφαίστεια λιγότερο ζεστά τα κρυοηφαίστεια. Τα κρυοηφαίστεια του Εγκέλαδου μοιάζουν με αυτά της Ευρώπης δορυφόρου του Δία  και του Τρίτωνα δορυφόρου του Ποσειδώνα.
Αν και οι τρείς στόχοι παρατήρησης από το διαστημικό σκάφος «ΚΑΣΣΙΝΙ» είναι πολύ ενδιαφέροντες, βρεθήκαμε στην δύσκολη θέση να επιλέξουμε έναν. Έτσι μετά από αρκετή συζήτηση η διαστημική ερευνητική μας ομάδα προτείνει να στραφούν οι κάμερες του «ΚΑΣΣΙΝΙ» στους πίδακες του Εγκέλαδου για πιο λεπτομερή εξέταση επειδή:
1. Ο Εγκέλαδος είναι γεωλογικά ενεργός, η επιφάνειά του είναι νέα από την δράση των κρυοηφαιστείων, άρα δεν είναι ένας νεκρός, αποστειρωμένος κόσμος όπως π.χ. αυτός της Σελήνης στον οποίο τίποτα δεν έχει αλλάξει, εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια.
2. Ένας παγκόσμιος ωκεανός σε υγρή μορφή φαίνεται να βρίσκεται 80 χιλιόμετρα κάτω από την παγωμένη επιφάνεια του Εγκέλαδου. Η θέρμανση μέρους αυτού του εσωτερικού ωκεανού εκδηλώνεται με τους θερμοπίδακες που παρατηρήθηκαν από το «ΚΑΣΣΙΝΙ». Η ανακάλυψη ότι αποτελούνται από υδρατμούς, αλλά και αλάτι επιβεβαιώνει ότι ο ωκεανός του Εγκέλαδου έρχεται σε επαφή με τα πετρώματα του πυθμένα του, τροφοδοτώντας το νερό με χημικές ουσίες. Ένας αλμυρός ωκεανός αυξάνει τις πιθανότητες ύπαρξης ζωής. Στην Γη ένας άλλος αλμυρός ωκεανός, πλημμύρισε με ζωή. Άρα είναι ένας σημαντικός στόχος για την αναζήτηση εξωγήινης μορφής ζωής.
3. Εύρεση πόρων. Ο υπερπληθυσμός και η υπερεκμετάλλευση των πόρων  της Γης, κάποια στιγμή θα οδηγήσει στην εξάντλησή τους. Ο μηχανισμός εκτόξευσης υλικού 200 κιλών (υδρατμών, κόκκων πάγου και άλλων υλικών) ανά δευτερόλεπτο σε ύψος έως και 500 χιλιόμετρα από την επιφάνεια του Εγκέλαδου, είναι ένας ενδιαφέρον μηχανισμός, που ίσως χρησιμοποιήσουν οι επιστήμονες στο μέλλον. Ίσως και ως βάση ανεφοδιασμού για μακρύτερα ταξίδια.
4. Μετοίκιση. Η ύπαρξη νερού σε υγρή μορφή θα μπορούσε να υποστηρίξει μελλοντικά τη δημιουργία ανθρώπινης αποικίας. Οι «ρίγες της τίγρης» στη νότια πολική περιοχή του Εγκέλαδου, θυμίζουν ένα οργωμένο διαστημικό χωράφι με 4 τεράστια θερμά αυλάκια μήκους 135 περίπου χιλιομέτρων, εκεί που ο εσωτερικός ωκεανός του Εγκέλαδου εκτινάσσει υδρατμούς  με πίδακες. Μια μελλοντικά πιθανή κατοικία ζωής.
5.  Η έρευνα για την πιθανότητα ύπαρξης ζωής στον Εγκέλαδο, όπως και παρόμοιων ερευνών  στον δορυφόρο του Δία Ευρώπη (με πιθανολογούμενη ύπαρξη παρόμοιου υπόγειου ωκεανού), αυξάνει τις επιλογές αναζήτησης ζωής εκτός της Γης. Και η ανακάλυψη εξωγήινης μορφής ζωής θα ήταν ίσως η σπουδαιότερη ανακάλυψη.
6. Η περιέργεια για το άγνωστο είναι μέρος της ανθρώπινης φύσης, που μας οδηγεί μπροστά, σε ένα ίσως καλύτερο μέλλον.

Για τους πιο πάνω λόγους η ομάδας μας προτείνει λεπτομερέστερη έρευνα στους πίδακες του Εγκέλαδου και αναμένει με μεγάλο ενδιαφέρον κάθε πληροφορία που θα προέλθει από την αποστολή.

10-12 years old: The lakes of Titan

 Author: Dimitris Trikoilis

Πιστεύω ότι το CASSINI πρέπει να στρέψει τις κάμερές του στις λίμνες του Τιτάνα για τους παρακάτω λόγους:
Ο πρώτος λόγος είναι ότι οι εικόνες που έχουν καταγραφεί σε διαφορετικά περάσματα του Cassini (2007, 2013, 2014 και 2015), αποτελούν παραδείγματα ενεργών διαδικασιών στις λίμνες και τις θάλασσες του Τιτάνα. Αυτό σημαίνει ότι οι λίμνες αυτές αποτελούν δυναμικά, μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα και όχι στατικά, γεγονός που αυξάνει τις πιθανότητες ύπαρξης κάποιας μορφής ζωής- όσο περίεργη και αν είναι αυτή. Ο Τιτάνας θεωρείται το μέρος στο οποίο θα έπρεπε να ψάξει κανείς για “περίεργη ζωή”- ζωή διαφορετική με οποιαδήποτε άλλη μορφή γνωρίζουμε.  Αυτό το νέο είδος ζωής μπορεί να προήλθε από μεθάνιο σε υγρή μορφή αντί για νερό σε υγρή μορφή ! Βέβαια η δημιουργία DNA στον Τιτάνα είναι απίθανη εξαιτίας του ακραίου ψύχους και της έλλειψης νερού σε υγρή μορφή. Ωστόσο, ορισμένοι αστροβιολόγοι, υποστηρίζουν ότι οι γεμάτες υδρογονάνθρακες λίμνες του Τιτάνα θα μπορούσαν να συντηρήσουν μορφές ζωής που εισπνέουν υδρογόνο αντί για οξυγόνο. Μια άλλη θεωρία υποστηρίζει ότι η ζωή θα μπορούσε να είχε φτάσει στον Τιτάνα, από τη Γη μέσω μικροβίων προσκολλημένων σε πέτρες που ξέφυγαν από την τροχιά της Γης έπειτα από πτώσεις αστεροειδών.

Ο δεύτερος λόγος είναι ότι ο Τιτάνας είναι ένας κόσμος γεμάτος οργανικά μόρια, που αποτελούν φυσικά δομικά στοιχεία της ζωής. Θεωρείται ότι αποτελεί ένα πραγματικό «νέο σύνορο» για τις γνώσεις μας στην οργανική χημεία. Τα σύννεφα στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα βρέχουν υγρό μεθάνιο και αιθάνιο, που μαζεύονται στη συνέχεια σε λίμνες στην  επιφάνεια του Τιτάνα. Στη Γη , οι λίμνες μας είναι λαξεμένες σε  πέτρες, ενώ στο Τιτάνα οι λίμνες μεθανίου και αιθανίου πάνω σε ένα κέλυφος πάγου.
Ο τρίτος λόγος είναι ότι σύμφωνα με τους ειδικούς ο Τιτάνας βρίσκεται σε μια κατάσταση που μοιάζει με εκείνη στην οποία βρισκόταν η Γη στα πρώτα χρόνια της ύπαρξης της. Έτσι η μελέτη του Τιτάνα μπορεί να μας αποκαλύψει στοιχεία για την εξέλιξη του δικού μας πλανήτη μας.
  Για όλους τους παραπάνω λόγους , υποστηρίζω ότι το CASSINI πρέπει να στρέψει τις κάμερές του στις λίμνες του Τιτάνα.

10-12 years old: The hexagon at Saturn's north pole

 Author: Thomas Kouinelis

Προς όλους τους διακεκριμένους για την έρευνά και την εργασία τους επιστήμονες του Cassini, 
 Είναι τιμή μου που διαβάζετε την έκθεσή μου για το εξάγωνο του Κρόνου! Όπως θα διαπιστώσετε η έρευνα του εξαγώνου του Κρόνου αποτελεί ένα σημαντικό βήμα για την μελέτη του πλανήτη και γενικότερα για τη «κατάκτηση» του διαστήματος.
 Η περσινή μου έκθεση αναφερόταν στη μελέτη των δαχτυλιδιών του δεύτερου μεγαλύτερου πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος. Επιμένω λοιπόν στην προτεραιότητα της έρευνας του πλανήτη Κρόνου και όχι προς το παρόν των δορυφόρων του. Η μελέτη των φυσικών φαινομένων που επικρατούν σε αυτόν, θα μας προσφέρει πολύτιμα συμπεράσματα που κατόπιν πιστεύω ότι θα μας βοηθήσουν σε σημαντικό βαθμό στη μελέτη και των  δορυφόρων.
 Το εξάγωνο ανακαλύφθηκε από εικόνες που πάρθηκαν στις αρχές του 1980 από το διαστημόπλοιο Voyager. Υπολογίζεται με διάμετρο μεγαλύτερη από δύο φορές τη Γη! Υπάρχουν σε αυτό πολλά σύννεφα ενός τυφώνα -καταιγίδας της οποίας το « μάτι » είναι 50 φορές μεγαλύτερο από το μέσο όρο ενός  « ματιού » τυφώνα στη Γη! Οι άνεμοι επίσης που επικρατούν στο εξάγωνο φτάνουν μέχρι και 320 χλμ./ώρα. Ειδικά τα σύννεφα στο κέντρο του εξαγώνου περιστρέφονται τόσο γρήγορα με διπλάσια ταχύτητα από τον ίδιο τον πλανήτη. Η κατεύθυνση της περιστροφής είναι αριστερόστροφη. Σημαντικό στοιχείο επίσης είναι ότι οι τυφώνες στη Γη αρχίζουν στους Τροπικούς ( Τροπικός του Καρκίνου-Τροπικός του Αιγόκερω) και περιστρέφονται τριγύρω ενώ οι πολικοί τυφώνες είναι « κλειδωμένοι » στους πόλους τους. Συμβαίνουν μόνον εκεί.
 Μετά από αυτά που διάβασα λοιπόν,  έχω πολλές ερωτήσεις που αφορούν το εξάγωνο του Κρόνου:
1. Για ποιον λόγο υπάρχει;
2. Πώς δημιουργήθηκε;
3. Γιατί έχει σχήμα εξαγώνου;
4. Γιατί έχει δημιουργηθεί στον Κρόνο και όχι σε κάποιον άλλο πλανήτη;
5. Γιατί εντοπίζουμε το εξάγωνο στο Βόρειο πόλο του Κρόνου και όχι στο Νότιο;
6. Είναι σωστό που συγκρίνουμε την σπείρα από τα σύννεφα που υπάρχουν μέσα στο εξάγωνο με ένα τυφώνα έτσι όπως τον έχουμε μελετήσει και τον γνωρίζουμε στη Γη;
7. Οι θερμοκρασίες και οι πιέσεις που επικρατούν έξω από τη περιοχή του εξαγώνου και μέσα σε αυτή, συμβάλλουν ή όχι στη δημιουργία του σχήματος  εξαγώνου; Δηλαδή η μεταβολή της πίεσης και της θερμοκρασίας στη Γη δημιουργεί κίνηση στις αέριες μάζες. Ισχύει αυτό στο Κρόνο και στη περιοχή του εξαγώνου;
8. Από πού παίρνουν οι άνεμοι και τα σύννεφα ενέργεια και πού την αποβάλλουν;
9. Πόσο ακόμη χρονικό διάστημα θα διαρκέσει το φαινόμενο;
10. Πώς έχει παραμείνει οργανωμένο αυτό το σχήμα του εξαγώνου και δεν αλλάζει από τις τόσο μεγάλες ταχύτητες ανέμων που επικρατούν σε αυτό;
Είναι πράγματι μυστήριο το εξάγωνο. Πώς είναι δυνατόν σφοδροί άνεμοι με πολύ υψηλές ταχύτητες να διακόπτουν τη κίνησή τους στις γωνίες του εξαγώνου και να αλλάζουν για λίγο κατεύθυνση;. Θα περίμενε κανείς να περιστρέφονται κυκλικά! Αυτό πιστεύω ότι είναι το πιο περίεργο φαινόμενο από όλα!
 Η μελέτη του εξαγώνου θα βοηθήσει  στην κατανόηση όλου του πλανήτη, στα φυσικά φαινόμενα που συμβαίνουν αλλά και ίσως σε αναθεώρηση απόψεων για φαινόμενα στη Γη που αντιλαμβανόμαστε σήμερα με διαφορετικό τρόπο.

Σας ευχαριστώ για το χρόνο σας!

13-15 years old: Ice plumes at the south pole of Enceladus

 Author: Maria Gkoni

Το 2004 το διαστημικό σκάφος Κασίνι μπήκε σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη Κρόνο. Ένα χρόνο αργότερα, το 2005, το Κασίνι αποκάλυψε κάτι το μοναδικό κοντά στο νότιο πόλο του Εγκέλαδου, ενός από τους μεγαλύτερους δορυφόρους του Κρόνου. Τεράστιοι πίδακες εκτοξεύουν παγωμένο νερό και ατμό στο διάστημα. Σε αυτούς μάλιστα περιέχονται και διάφορα άλατα, γεγονός που φανερώνει την πρόσβασή τους στον υπόγειο ωκεανό του δορυφόρου, που πρόσφατα επιβεβαιώθηκε.
Πρέπει όμως να υπάρχει μια πηγή θερμότητας στο εσωτερικό του φεγγαριού ικανή να λιώσει την παγωμένη επιφάνειά του και να τινάξει το νερό στο διάστημα. Αν αυτό ισχύει, τότε είναι αρκετά πιθανό να μπορεί να αναπτυχθεί κάποια μορφή ζωής, αφού η ζωή απαιτεί νερό και ενέργεια. Ο Εγκέλαδος διαθέτει νερό και αν οι θεωρίες είναι σωστές, πηγή θερμότητας στο εσωτερικό του. Εκτός από νερό και άλατα, στους πίδακες παρατηρήθηκαν και χημικές ενώσεις όπως διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και αμμωνία. Το νερό, η αμμωνία και το μεθάνιο ήταν ενώσεις που έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στη δημιουργία ζωής όταν η Γη ήταν ακόμα σε νεαρή ηλικία.
Αν το Κασίνι μελετούσε τους πίδακες του Εγκέλαδου ξανά, θα μπορούσαμε να μάθουμε περισσότερα για τη χημική σύσταση των διαστημικών αυτών «συντριβανιών», και κατά συνέπεια για τη σύνθεση του ωκεανού από τον οποίο προέρχονται, τη στιγμή που ο ίδιος αποτελεί ένα μεγάλο μυστήριο. Οι επιστήμονες μελετώντας τους πίδακες του δορυφόρου αυτού, θα μπορούσαν να καταλάβουν εάν οι συνθήκες που επικρατούν στον ωκεανό του είναι παρόμοιες με αυτές στη Γη και κατ’ επέκταση ευνοϊκές για την ανάπτυξη ζωής. Μετά από τη μελέτη αυτή, θα έχουν τη δυνατότητα να συγκρίνουν τα νέα δεδομένα με αυτά από παλαιότερες παρατηρήσεις και να διαπιστώσουν αν κάτι άλλαξε στο χρονικό διάστημα μεταξύ των δύο. Αν, για παράδειγμα, παρατηρήσουν περισσότερους πίδακες να βγαίνουν από την ίδια περιοχή του Εγκέλαδου, αυτό θα μπορούσε να σημαίνει πως κάτι άλλαξε στο εσωτερικό του δορυφόρου και για κάποιο λόγο παρατηρείται μεγαλύτερη υδροθερμική δραστηριότητα με την πάροδο του χρόνου.
Ο Εγκέλαδος είναι ένας από τους δημοφιλέστερους προορισμούς στο ηλιακό μας σύστημα, λόγω της μοναδικότητάς του. Είναι ένα από τα λίγα ουράνια σώματα στη «γειτονιά» μας που τράβηξε το ενδιαφέρον αστρονόμων, αστροβιολόγων και αστροφυσικών λόγω των ομοιοτήτων του με τη Γη. Μόνο και μόνο το γεγονός ότι υπάρχει νερό μας θυμίζει το σπίτι μας και μας κάνει να βλέπουμε τον Εγκέλαδο ως κάτι οικείο, πόσο μάλλον όταν υπάρχουν τόσα στοιχεία που αυξάνουν τις πιθανότητες να υπάρχει κάποια μορφή ζωής. Όπως και να το δει κανείς θα ήταν κρίμα μια τέτοια ευκαιρία, όπως η παρατήρηση των πιδάκων του Εγκέλαδου, να πάει χαμένη.
Σίγουρα όμως, η μελέτη τους από το Κασίνι, στην τελευταία του εξερεύνηση, θα μας προσφέρει τη δυνατότητα να μάθουμε περισσότερα για αυτόν τον οικείο, αλλά ωστόσο
 
παράξενο κόσμο. Μπορούμε ακόμα να ελπίζουμε ότι θα δοθεί και μια απάντηση στο ερώτημα που σίγουρα έχει περάσει από το μυαλό όλων μας - είμαστε μόνοι μας στο σύμπαν;
 

13-15 years old: The lakes of Titan

 Author: Andrew Georgopoulos

Throughout history people have been interested in stars and planets. With the evolution of humanity, followed by the continuing development of technology, people were able to do the unthinkable which was to travel in space and even land on the moon. However, the vastness of space is such that we still have many things to explore and research.
With NASA’s and ESA’s scientists humanity is learning more and more about space every day. As a result of their hard work and research Cassini was launched into space, twenty years ago, and since then it has taken space exploration to another level. One of the revelations that immediately caught my attention was that more than 1.6 million sq km of Titan – almost 2% - are covered in liquid. Ι believe that this is very significant and ought to be further researched.

 Furthermore, of all of the moons in our solar system Titan is the only one with a thick atmosphere and large liquid reservoirs on its surface a fact which makes it more like a planet such as Earth. In fact, Titan and Eceladus are the most likely to be inhabited by humans. Moreover, Titan has been considered by NASA’s astrobiologist McKay as a suitable place for emergency landings. Titan has got a lot of advantages such as only needing oxygen (O) and very warm clothes to survive on its flat surface.

It is also thought that there may be life on Titan which is another worthy reason to study it further. Titan has a similar cycle of matter to the one on our planet; the water cycle, which scientists call methane cycle because of methane’s properties which enable it to turn into other forms (solid, liquid, aerial). This means that there is a great possibility of methane based life-forms existing there. This can lead to the discovery of other life-forms.

Moreover, because of its atmosphere it is believed that when the sun turns into a red dwarf, there is also a great possibility for the creation of life, which means that we are not alone. According to Athina Koutsenis, who was there when Cassini was launched in 1997, the data collected on a daily basis, provides a lot of information on the creation of our planetary system and of our planet. She also believes that the study of the atmospheric structure of Titan, due to its similarity to our atmosphere, contributes to the global research on climate change and the impact of the greenhouse effect on our planet.

Even though, Eceladus plumes and Saturn’s hexagon are interesting and can offer scientists a great deal of information on space, Ι believe that the uniqueness of Titan and its lakes can offer more than just information about outer space. It can also provide information about various phenomena that we come across on our planet.  
 

13-15 years old: The hexagon at Saturn's north pole

 Authors: Stamatios Theofilopoulos, Regina Kourtidi

H αποστολή Cassini–Huygens σχεδιάστηκε για να μελετήσει το σύστημα του Κρόνου. Είκοσι χρόνια μετά την εκτόξευση, προτείνουμε ως επόμενο στόχο παρατήρησης, το «εξάγωνο» του Κρόνου.
     Και οι άλλοι δύο στόχοι του διαγωνισμού παρουσιάζουν μεγάλο επιστημονικό ενδιαφέρον διότι οι πληροφορίες που διαθέτουμε μας επιτρέπουν να πιθανολογήσουμε ότι  ο Τιτάνας και ο Εγκέλαδος κρύβουν μικροβιακή ζωή. Ελπίζουμε ότι θα αποτελέσουν προορισμό επόμενων εξειδικευμένων αποστολών.
     O εκκεντρικός Κρόνος με τους δακτυλίους και τους δορυφόρους του αποτελεί μια μικρογραφία της αρχικής μορφής του ηλιακού συστήματος. Η συλλογή  περισσοτέρων  φωτογραφιών και πληροφοριών από τα όργανα του Cassini θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τη διαδικασία δημιουργίας του ηλιακού συστήματος και ίσως την εμφάνιση της πρωταρχικής μορφής ζωής. Είναι χρήσιμο να μελετήσουμε την πυκνή και παχιά ατμόσφαιρα του Κρόνου, που περιστρέφεται πιο γρήγορα από την επιφάνεια του και τα φαινόμενα σ’ αυτήν, από τα οποία το πιο εντυπωσιακό είναι το «εξάγωνο».
     Τον Μάιο του 2017 το βόρειο ημισφαίριο του Κρόνου  θα βρίσκεται στο θερινό ηλιοστάσιο και τότε είναι μια καλή ευκαιρία για την λεπτομερή αποτύπωση του «εξαγώνου», ώστε να προσπαθήσουμε να ερμηνεύσουμε πως δημιουργήθηκε,  ποιος είναι ο μηχανισμός που το συντηρεί και γιατί  άλλαξε  χρώμα,  από μπλε που ήταν το 2012 σε χρυσό που είναι σήμερα. Θα πρέπει να ερευνήσουμε εάν έχει τη μορφή εξαγωνικού πρίσματος, ανάποδης εξαγωνικής πυραμίδας ή κάτι άλλο, αλλά και ποιο είναι το βάθος του. Ίσως περιμένουμε πάλι για πολλά χρόνια για να έρθει η άνοιξη στο βόρειο ημισφαίριο και να φωτιστεί το «εξάγωνο» όταν θα βρίσκεται εκεί ένα επόμενο διαστημικό σκάφος  ώστε να μας μεταδώσει νέες πληροφορίες για όλα τα παραπάνω και το μηχανισμό λειτουργίας.
     Οι πληροφορίες που θα συλλέξουμε για τον βόρειο πολικό αεροχείμαρρο και το «μάτι του κυκλώνα» σίγουρα θα είναι πολύτιμες και για τους μετεωρολόγους, αφού ανάλογοι αεροχείμαρροι σε μικρογραφία υπάρχουν και στη Γη. Ακόμη θα βοηθήσουν στην πρόβλεψη και αντιμετώπιση ανάλογων φαινομένων σε μελλοντικές ανθρώπινες εξορμήσεις στο διάστημα.
     Στο μέλλον ίσως το φαινόμενο αυτό να αποτελέσει κατάλληλη πηγή και έμπνευση για την παραγωγή ενέργειας, για διαστημικά σκάφη. Αν το επιστημονικό όχημα  Cassini μπορούσε να αξιοποιήσει την πηγή αυτή ενέργειας θα μας εφοδίαζε με νέες πληροφορίες για πολύ καιρό ακόμη. Εξάλλου η μεγάλη απόσταση των απομακρυσμένων πλανητών από τον  Ήλιο αποκλείει την παραγωγή ενέργειας από την ηλιακή ακτινοβολία. Αποτελεί προτεραιότητα  να διερευνηθούν σχολαστικά όλες οι περιπτώσεις που στο μέλλον θα μας εξασφαλίσουν ενέργεια στο διάστημα και τις αποικίες. Φαινόμενα σαν το «εξάγωνο» αποτελούν μια από αυτές αφού έχουμε αναπτύξει τεχνολογία με την οποία μπορούμε να αξιοποιήσουμε την αιολική ενέργεια.
    Η συστηματική παρατήρηση και ανάλυση των εικόνων και πληροφοριών για το «εξάγωνο» του Κρόνου θα αποτελέσει επένδυση για την εξέλιξη  πολλών επιστημών και της διαστημικής τεχνολογίας και θα μας επιτρέψει να σχεδιάσουμε αρτιότερα τις μελλοντικές εξερευνήσεις για την κατάκτηση του διαστήματος.

16-18 years old: Ice plumes at the south pole of Enceladus

 Author: Loukia Kotsiopoulou

Για την έκθεσή μου, έχω επιλέξει τον πρώτο στόχο, τους πίδακες του Εγκέλαδου. Πιστεύω πως είναι ο πιο ενδιαφέρον επιστημονικά στόχος, και μία επίσκεψη του Cassini εκεί θα μας έφερνε πολλές και πλούσιες πληροφορίες για τον δορυφόρο. Στην συνέχεια θα σας παρουσιάσω τα επιχειρήματα μου.

Αρχικά, με μια πρώτη ματιά, ο Εγκέλαδος και οι πίδακες νερού που στεγάζει παρουσιάζουν μία μεγάλη πιθανότητα ύπαρξης εξωγήινης ζωής. Κάτι που το θεωρώ πολύ σημαντικό. Πρώτον ο ωκεανός που βρίσκεται κάτω από τον πάγο στο εσωτερικό του δορυφόρου, αποτελείται από νερόⁱ, ένα από τα βασικότερα συστατικά για την δημιουργία και την υποστήριξη ζωής σε ένα οικοσύστημα. Επιπλέον, έχει ειπωθεί από αστρονόμοⁱⁱ, πως είναι ο μόνος τόπος όπου έχει παρατηρηθεί ο κύκλος του νερού· πράγμα το οποίο σημαίνει ότι υπάρχουν και τα τρία στάδια του νερού, όπως και στη Γη. Επισημαίνεται περαιτέρω σε ένα άρθροⁱⁱⁱ, πως η θερμότητα του νερού και η δημιουργία υγρού νερού οφείλεται στις παλιρροϊκές δυνάμεις από την βαρύτητα του Κρόνου, συνεπώς το υγρό νερό θα υπάρχει πάντοτε· ιδανικό για την φιλοξενία ζωής. Αυτό το φαινόμενο υπάρχει όμως και στη Γη. Άλλη μία ομοιότητα. Παράλληλα, αναφέρεται στο ίδιο άρθρο, πως σε όλη την έκταση του Εγκέλαδου, κάτω από τον σκληρό φλοιό του από πάγο, εκτείνεται ένας τεράστιος ωκεανός από αλμυρό υγρό νερό, όπως και εδώ στον δικό μας πλανήτη, και αποτελεί ένα ακόμα ζωτικής σημασίας συστατικό για την ύπαρξη ζωντανών οργανισμών. Τέλος, το διαστημόπλοιο Cassini, μέσω των πιδάκων που εκτοξεύουν υλικό από τα βάθη του Εγκέλαδου, μπορεί εύκολα να ψάξει για σημάδια ζωής στον ωκεανό, χωρίς «να πατήσει το πόδι του» στο έδαφος^iv. Κάτι και εύκολο και μη χρονοβόρο, με την δυνατότητα για περαιτέρω εξερευνήσεις.

Δεύτερον, μία επίσκεψη του Cassini στον Εγκέλαδο, θα μπορούσε να δώσει επιτέλους μία απάντηση στους πίδακες που εκτοξεύουν ύλη, και να επιβεβαιώσει ή να απορρίψει πολλές θεωρίες για αυτούς. Ένα νέο μοντέλο αναφέρει πως ίσως μπορεί να εξηγήσει τι τους ωθεί, βασισμένο στην παλλίροια του Κρόνου (όπως αναφέρθηκε παραπάνω). Όμως ισχύει; Υπάρχουν πάρα πολλές ερωτήσεις για τους πίδακες, όπως πώς αντέχουν για τόσο μεγάλα χρονικά διαστήματα, για ποιόν λόγο δεν παγώνουν... Ένα άλλο «ανησυχητικό» φαινόμενο που έχει παρατηρηθεί τα τελευταία 15 χρόνια είναι η μείωση της δύναμης της εκτοξευτικής δραστηριότητας των πιδάκων, με 30-50% λιγότερη σκόνη και αέριο από τι το 2005^v. Ένα πολύ περίεργο φαινόμενο, το οποίο χρειάζεται βαθύτερη εξερεύνηση. Πολλοί επιστήμονες αναφέρουν πώς δεν έχουν ιδέα τι γίνεται, ούτε γιατί. «It’s unclear what exactly is going on», Andrew Ingersoll, Caltech. Λένε ότι μπορεί να οφείλεται στη σμίκρυνση των πιδάκων, καθώς όλο και περισσότερη ύλη προσκολλάται στα τοιχώματα· όμως «why they would all act together is totally beyond me», αναφέρει ο Ingersoll. Συνεπώς πολλές απορίες. Και πολλές ακόμα μελλούμενες εξερευνήσεις.

Συμπερασματικά, πιστεύω ότι οι πίδακες του Εγκέλαδου είναι οι πιο σημαντικοί για εξερεύνηση, καθώς φαίνεται να μπορούν να στηρίξουν στο μέλλον (ή να στηρίζουν ήδη) κάποια μορφή ζωής, αλλά και γεννούν πολλές απορίες στον επιστημονικό κόσμο, ακόμη άλυτες. Ελπίζω όλοι, σε λίγα χρόνια, να μπορούμε να γνωρίσουμε ένα μικρό πράσινο εξωγήινο!

16-18 years old: The lakes of Titan

 Authors: Christos Kodonas, Vasiliki Michalopoulou

 O Τιτάνας είναι ο μεγαλύτερος δορυφόρος του Κρόνου. Ο Τιτάνας είναι μεγαλύτερος σε διαστάσεις από τον Ερμή. Η ρομποτική κατασκευή με το όνομα Cassini, αποτέλεσμα της συνεργασία της NASA, ESSA, ASI, μελετά τον Τιτάνα από το 2004. Με το Cassini μας δόθηκε η δυνατότητα να μάθουμε πολλά για τον Τιτάνα και να διαπιστώσουμε κοινά χαρακτηριστικά με τη Γη.

Έτσι, είναι το μοναδικό φεγγάρι στο ηλιακό σύστημα με πυκνή ατμόσφαιρα που προκαλεί πίεση 1,5 φορά της ατμοσφαιρικής στη Γη. Στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα κυριαρχεί το άζωτο καθώς και υδρογονάνθρακες (Sotin, 2007), που του δίνουν μια θολή πορτοκαλί απόχρωση.  Διαπιστώθηκε η ύπαρξη λιμνών υγρών υδρογονανθράκων στην επιφάνειά του. Οι Stofan et al, 2007, δίνουν οριστικές αποδείξεις για την παρουσία λιμνών στην επιφάνεια του Τιτάνα. Με τη βοήθεια του radar εντοπίστηκαν περιοχές μικρής ανακλαστικής ικανότητας στους πόλους που ερμηνεύθηκαν ως λίμνες υδρογονανθράκων. Στις περιοχές γύρω από τις λίμνες παρατηρήθηκαν μορφολογικές ομοιότητες με τις γήινες λίμνες, όπως κανάλια και “νεροφαγώματα”. Οι λίμνες αυτές βρίσκονται κυρίως στους πόλους του Τιτάνα και περιέχουν κυρίως αιθάνιο, προπάνιο, μεθάνιο, υδροκυάνιο, βουτένιο, βουτάνιο και αιθίνιο (Cordier D et al., 2009) .

 Ένας “υδρολογικός κύκλος” στον οποίο μετέχουν υδρογονάνθρακες, κυρίως μεθάνιο, αντίστοιχος του κύκλου του νερού της Γης, παρατηρήθηκε στον Τιτάνα. Η αύξηση της θερμοκρασίας στους πόλους κατά την καλοκαιρινή περίοδο οδηγεί στον σχηματισμό νεφών από το μεθάνιο που εξατμίζεται, που οδηγούν σε βροχοπτώσεις. Οι Lorenz et al, 2012 θεώρησαν τις αλλαγές στην φωτεινότητα των εικόνων της επιφάνειας του Τιτάνα που έλαβε το Cassini ως το αποτέλεσμα πλημμύρας που κάλυψε μεγάλη έκταση του Ισημερινού του σε σχέση με την δραστηριότητα των σύννεφων.

Μία ακόμη ομοιότητα του Τιτάνα με τη Γη εκτιμάται με βάση ότι είναι η ηφαιστειακή δραστηριότητα. Οι επικροτούσες συνθήκες στον Τιτάνα, αν και είναι πιο χαμηλών θερμοκρασιών, εκτιμάται πως είναι αντίστοιχες με αυτές τις πρώιμης Γης. Το ρόλο του μάγματος θεωρείται πως έχει ένα υδατικό μίγμα που περιέχει και αμμωνία. Η ηφαιστειακή δραστηριότητα προτείνεται πως μετέχει στο κύκλο του μεθανίου επαναφέροντας το στην ατμόσφαιρά του Τιτάνα. (Solomonidou et al., 2013). Ο μικρός αριθμός των κρατήρων που έχουν εντοπιστεί δηλώνει πως η ηφαιστειακή δραστηριότητα είναι σχετικά νέα και πιθανά έντονη.

Ο Τιτάνας είναι ένα ουράνιο σώμα ιδιαίτερα ενδιαφέρον. Οι ομοιότητες των χαρακτηριστικών του με αυτά της Γης αποτελούν επιστημονική πρόκληση. Είναι λογική συνέπεια η υπόθεση για την ύπαρξη ζωής σ’ αυτόν ως η κορυφαία ομοιότητα με τη γη. Ο Τιτάνας έχει οργανικές ενώσεις που μπορούν να αποτελέσουν τη βάση για τη δημιουργία πιο σύνθετων οργανικών ενώσεων. Έχει το υγρό στοιχείο που μπορεί να δώσει το κατάλληλο περιβάλλον για την ανάδειξη της ζωής. Με το Cassini έχουμε τη δυνατότητα να τον μελετήσουμε περαιτέρω.

Επιπρόσθετα, οι υδρογονάνθρακες αυτοί αποτελούν τη βάση της συνθετικής χημείας που δίνει το σύνολο σχεδόν των προϊόντων της καθημερινότητάς μας. Γνωρίζοντας που βρίσκονται οι υδρογονάνθρακες μελλοντικές αποικίες στο διάστημα θα μπορούσαν να έχουν πρόσβαση σ’ αυτούς και στις χρήσεις τους.

Για τους λόγους αυτούς προτείνουμε το Cassini να μελετήσει περαιτέρω τις λίμνες του Τιτάνα.

16-18 years old: The hexagon at Saturn's north pole

 Author: Panagiotis Kontoeidis

Επέλεξα τον τρίτο στόχο από αυτούς που προτάθηκαν ύστερα από μια πολυήμερη μελέτη επάνω και στους τρεις στόχους. Παρακάτω, θα ήθελα να σας παρουσιάσω τα συμπεράσματα που θα μπορούσαν να προκύψουν από την μελέτη των φωτογραφιών του εξαγώνου του Κρόνου.

Αρχικά, η στροφή της κάμερας του Cassini θα μας δώσει την ευκαιρία να συλλέξουμε περαιτέρω πληροφορίες, καθώς και να έχουμε μια αναλυτικότερη εικόνα της εξέλιξης του φαινομένου και των κοντινών επιμέρους σχηματισμών που τυχόν το επηρεάζουν. Πιο συγκεκριμένα, θα μπορούσαμε να ελέγξουμε, αν ο εξαγωνικός σχηματισμός οφείλεται στην παρουσία μιας κύριας βαροτροπικού είδους αστάθειας χάρη σε ανατολικής κατεύθυνσης ρεύματα, παρατηρούμενα σε πλάτη περί τις 77,5 μοίρες Β. στον Κρόνο κινούμενα με 220 km/h. Παράλληλα, η μελέτη των δινών αυτών βασίζεται στην παρατήρηση της συμπεριφοράς τους. Δηλαδή, καθώς αυξάνεται ο αριθμός των παρατηρήσεων μας, αυξάνονται οι πιθανότητες μας να αναγνωρίσουμε τις ιδιότητες του εξάγωνου¹. Επιπρόσθετα, θα μας δοθεί η ευκαιρία να επαληθεύσουμε τα πειράματα που έχουν προηγηθεί², όσον αφορά την υπόνοια ότι τα ρεύματα βρίσκονται στο επίπεδο των σύννεφων μεθανίου του Κρόνου ³ και βοηθούν στη διατήρηση του ιδιαίτερου σχήματος του βόρειου πόλου. Συγχρόνως, το φαινόμενο αυτό οφείλεται σε ηχητική ενέργεια (sound energy) που δημιουργεί θερμότητα και σπρώχνει τα παγωμένα σωματίδια της ατμόσφαιρας προς τα πάνω στρώματα ⁴ . Συμπληρωματικά, με τις εικόνες που θα προκύψουν μπορούμε να επανεξετάσουμε το ενδεχόμενο ύπαρξης αντικυκλονικών δινών διάρκειας πέντε εβδομάδων, οι οποίες πρωτοανακαλύφθηκαν, από το ίδιο το Cassini το 2009, καθώς και το αν η ταχύτητα περιστροφής του εξαγώνου είναι παρόμοια με αυτήν του ίδιου του πλανήτη⁵.

Συγκρίνοντας, ακόμη, τις φωτογραφίες που θα συγκεντρώσουμε με αυτές που ήδη προϋπάρχουν, θα μπορέσουμε να διακρίνουμε το χρώμα του εξαγώνου και να δώσουμε μια εξήγηση για την συνεχόμενη αλλαγή του κατά την διάρκεια μεγάλων χρονικών διαστημάτων με μεγαλύτερη σιγουριά. Ειδικότερα, παρατηρώντας την αλλαγή του χρώματος από μπλε σε χρυσό το 2012 (χειμερινό ηλιοστάσιο) έως και το 2016, και συσχετίζοντας την με αντίστοιχες αναμενόμενες παρατηρήσεις κατά το θερινό ηλιοστάσιο του 2017, θα μπορέσουμε να εξάγουμε χρήσιμα συμπεράσματα για το κατά πόσο το συγκεκριμένο φαινόμενο οφείλεται στη σχετική θέση Κρόνου-Ήλιου, που πιθανόν έχει ως αποτέλεσμα και την αυξανόμενη παραγωγή φωτοχημικών νεφών (photochemical hazes)⁶.

Παράλληλα, με την παρακολούθηση του εξαγώνου στον βόρειο πόλο του Κρόνου, μας δίνεται η δυνατότητα να μελετήσουμε τους μηχανισμούς που επιδρούν και στον νότιο του πόλο, καθώς και να διερευνήσουμε το ενδεχόμενο πιθανών συσχετισμών. Ως γνωστόν ο νότιος πόλος καλύπτεται από έναν διαρκή τυφώνα, ενώ σύμφωνα με όσα προαναφέρθηκαν, το εξάγωνο του βόρειου πόλου, αποτελεί και αυτό μια συνεχώς περιστρεφόμενη δίνη. Συνεπώς, η πιθανή ταυτόχρονη παρατήρησή τους θα έχει σαν αποτέλεσμα την κατανόηση όχι μόνο του βορείου πόλου, αλλά και των εσωτερικών και δομικών λειτουργιών που δημιουργούνται από τον πυρήνα του Κρόνου και προκαλούν αυτά τα φαινόμενα⁷.

Συνοψίζοντας, θεωρώ πως η μελέτη της συμπεριφοράς του εξάγωνου του Κρόνου αποτελεί την πιο ενδιαφέρουσα και την πιο πλούσια πηγή πληροφόρησης μας για έναν από τους πιο συναρπαστικούς πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος.