В 2024 году НАСА запустит Европа Клипер, долгожданная орбитальная миссия, которая полетит к Юпитеру (прибудет в 2030 году), чтобы исследовать его ледяную луну Европу. Посредством серии пролетов «Клипер» будет исследовать поверхность Европы и активность шлейфа в надежде обнаружить органические молекулы и другие потенциальные признаки жизни («биосигнатуры»). Если все пойдет хорошо, НАСА планирует отправить следующую миссию, которая приземлится на поверхность и более внимательно изучит ледяной покров и шлейфы Европы. Предлагаемая миссия удачно названа Европа Лендер.
Хотя дата еще не установлена, и миссия все еще находится на стадии исследования, были предприняты некоторые важные шаги, чтобы вывести посадочный модуль «Европа» на этап разработки. В августе этого года инженеры Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в Южной Калифорнии протестировали прототип предлагаемой системы посадки в смоделированной среде. Эта система сочетает в себе оборудование, использованное в предыдущих миссиях НАСА, и некоторые новые элементы, которые позволят осуществить миссию на Европу. Его также можно адаптировать для облегчения миссий к большему количеству «океанских миров» и других небесных тел в нашей Солнечной системе.
С 1970-х годов, когда НАСА Вояджер 1 и 2 зонды пролетели мимо Юпитера и его системы спутников, ученые стремились поближе познакомиться с Европой. С тех пор Юпитер посетило несколько миссий, в том числе НАСА-ЕКА. Улисс зонд, который пролетал мимо системы в 1992 и 2004 годах. За этим последовал Кассини–Гюйгенс зонд, пролетевший в 2000 году по пути к Сатурну и Новые горизонты миссия, которая пробудила систему на пути к Транснептуновому региону. Однако только две миссии побывали в системе и остались там для изучения Юпитера и его спутников: Галилео (1995-2003) и Юнона космические зонды (2016-настоящее время).
Благодаря данным, полученным Вояджер зондов, ученые начали предполагать, что под ледяной оболочкой Европы может существовать жидкий океан. Используя планетарные модели, они также предположили, что Европа (и другие галилеевы спутники) испытала приливное сгибание внутри себя в результате взаимодействия с мощной гравитацией Юпитера. Они предположили, что это может привести к гидротермальной активности на границе ядра и мантии Луны, обеспечивающей необходимое тепло и химическую энергию для жизни. Последующие миссии лишь усилили это подозрение, обнаружив на поверхности Луны активность шлейфов, углекислого газа и минеральных солей.
Создание посадочного модуля для Европы, способного перемещаться по сложной местности, требует передового подхода, который инженеры НАСА решают, адаптируя элементы, которые работали в прошлом. Сюда входит архитектура, используемая для системы посадки «небесного крана», используемой НАСА. Любопытство и Упорство марсоходы, которые использовали парашюты и ретро-ракеты для замедления спуска, а также систему шкивов для спуска на поверхность. Эта система была протестирована в смоделированной среде в Лаборатории реактивного движения НАСА в Калифорнийском технологическом институте 17 и 18 августа, основные моменты которых можно увидеть на видео выше.
Инженеры Лаборатории реактивного движения создали для своего прототипа смоделированную двигательную ступень спуска, которая удерживала посадочный модуль «Европа» устойчиво, когда его опускали четыре уздечки. Посадочный модуль имеет четыре ноги, каждая из которых имеет четырехрычажный механизм, который контролирует положение ноги до и во время приземления. Каждая нога предварительно нагружена вниз пружиной постоянной силы, которая помогает им перестроить и сжать поверхность, с которой они сталкиваются, когда они медленно приземляются на поверхность. Это позволяет ногам пассивно приспосабливаться к любой местности, с которой они сталкиваются, обеспечивая при этом дополнительное сцепление и устойчивость во время и после приземления.
В нижней части посадочного модуля имеется нижняя часть (похожая на защитную пластину автомобиля), которая противостоит движению и защищает посадочный модуль от потенциально опасной местности. Как только поддон для живота касается поверхности, датчики запускают механизм, который блокирует вращательные суставы ног. В этот момент ноги становятся ответственными за поддержание устойчивости и удержание уровня посадочного модуля, когда уздечки разгружены. Если нижняя часть не касается земли во время приземления, датчики на каждой ноге также могут объявить о приземлении. В этом случае днище будет подвешено над местностью, а посадочный модуль будет поддерживаться только четырьмя опорами.
Что не было снято, так это фаза после разгрузки уздечек, которая состоит из обрезания уздечек и отлета зависшей двигательной ступени. Хотя эта архитектура посадки была разработана с учетом Европы, ее можно адаптировать для использования на других лунах и небесных телах со сложным рельефом. Это пригодится, поскольку НАСА и другие космические агентства рассматривают возможность отправки миссий в другие «океанские миры» Солнечной системы, под ледяной коркой которых также есть океаны (и внутри которых может быть жизнь).
Тем временем ученые с нетерпением ожидают прибытия космического корабля ЕКА. Юпитер АйСи, исследователь луны (JUICE), запущенная с европейского космодрома во Французской Гайане 14 апреля 2023 года. Когда она прибудет к Юпитеру в июле 2031 года, она проведет следующие три с половиной года своей основной миссии, изучая Каллисто, Ганимед и Европу, Считается, что внутри трех галилеевых лун есть океаны. Европа Клипер планируется запустить 10 октября 2024 года и прибудет в систему Юпитера в апреле 2030 года, раньше JUICE.
Данные, предоставленные этими орбитальными миссиями, проложат путь для миссии Europa Lander, которая будет включать в себя анализ поверхности, мониторинг активности шлейфа, а также выбор мест посадки и потенциальных научных целей.
Дальнейшее чтение: Фотожурнал НАСА
