Концепция этого художника (не в масштабе) изображает, как могла бы выглядеть внутренняя структура Европы: внешняя ледяная оболочка, возможно, со шлейфами материала, выходящими из-под поверхности; глубокий глобальный слой жидкой воды; и скалистая внутренняя часть, возможно, с гидротермальными жерлами на морском дне. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
Вскоре будет запущен космический корабль, и миссия попытается ответить на вопрос, есть ли в океане под ледяной коркой Европы ингредиенты, пригодные для жизни.
Глубоко внизу, в океане под ледяным панцирем, спутник Юпитера Европа может быть умеренной и богатой питательными веществами, идеальной средой для какой-то формы жизни — того, что ученые назвали бы «обитаемым». Миссия НАСА Europa Clipper призвана выяснить это.
В настоящее время НАСА планирует запустить ракету SpaceX Falcon Heavy не ранее понедельника, 14 октября, со стартового комплекса 39А в Космическом центре НАСА Кеннеди во Флориде.
Удлиненная, петляющая орбита Europa Clipper вокруг Юпитера сведет к минимуму воздействие интенсивного излучения на космический корабль, в то же время позволяя ему погружаться и приближаться к Европе.
Используя огромный набор инструментов для каждого из 49 пролетов миссии, ученые смогут «увидеть», насколько толста ледяная оболочка Луны, и получить более глубокое понимание огромного океана под ней. Они проведут инвентаризацию материала на поверхности, который мог подняться снизу, найдут следы органических соединений, образующих строительные блоки жизни, и возьмут образцы любых газов, выброшенных с Луны, на предмет доказательств пригодности для жизни.
Ученые миссии проанализируют результаты, исследуя под замерзшей оболочкой Луны признаки водного мира, способного поддерживать жизнь.
«Для нас важно нарисовать картину того, на что похож этот инопланетный океан — какая химия или даже биохимия может там происходить», — сказал Морган Кейбл, астробиолог и член научной группы Europa Clipper в Лаборатории реактивного движения НАСА. в Южной Калифорнии, которая руководит миссией.
Ледовое расследование
Центральное место в этой работе занимает поиск типов солей, льдов и органических материалов, составляющих ключевые ингредиенты обитаемого мира. Именно здесь на помощь приходит формирователь изображений под названием MISE (картографический спектрометр для Европы). Работая в инфракрасном диапазоне, MISE космического корабля разделяет отраженный свет на волны различной длины для идентификации соответствующих атомов и молекул.
Миссия также попытается определить потенциальные горячие точки вблизи поверхности Европы, где шлейфы могут перенести глубокоокеанский материал ближе к поверхности, используя инструмент под названием E-THEMIS (система тепловизионной визуализации Европы), который также работает в инфракрасном диапазоне.
Захват четких снимков поверхности Европы как узкой, так и широкоугольной камерой является задачей EIS (Europa Imaging System). «Сканеры EIS дадут нам изображения невероятно высокого разрешения, чтобы понять, как развивалась и продолжает меняться поверхность Европы», — сказал Кейбл.
Газы и зерна
Миссия НАСА «Кассини» обнаружила гигантский шлейф водяного пара, вырывающийся из нескольких струй возле южного полюса покрытого льдом спутника Сатурна Энцелада. Европа также может испускать туманные шлейфы воды, вытянутые из океана или резервуаров в ее раковине. Прибор Europa Clipper под названием Europa-UVS (Europa Ultraviolet Spectrograph) будет искать шлейфы и изучать любой материал, который может выйти в космос.
Независимо от того, есть ли на Европе шлейфы или нет, космический корабль оснащен двумя приборами для анализа небольшого количества частиц газа и пыли, выброшенных с поверхности Луны в результате столкновений с микрометеоритами и частицами высокой энергии: MASPEX (MAss SPectrometer for Planetary Exploration/Europa) и SUDA ( SUrface Dust Analyser) будет улавливать крошечные кусочки материала, выброшенные с поверхности, превращая их в заряженные частицы, чтобы выявить их состав.
«Космический корабль будет изучать газ и зерна, исходящие от Европы, высунув язык и пробуя эти зерна, вдыхая эти газы», — сказал Кейбл.
Внутри и снаружи
Миссия также рассмотрит внешнюю и внутреннюю структуру Европы по-разному, поскольку обе они имеют далеко идущие последствия для обитаемости Луны.
Чтобы получить представление о толщине ледяного панциря и существовании океана, а также о его глубине и солености, миссия измерит индуцированное магнитное поле Луны с помощью ECM (магнитометра Europa Clipper) и объединит эти данные с измерениями электрических токов от протекающих заряженных частиц. вокруг Европы — данные PIMS (Плазменный прибор для магнитного зондирования).
Кроме того, ученые будут искать подробности обо всем, от присутствия океана до структуры и топографии льда, с помощью REASON (Радар для оценки Европы и зондирования вблизи поверхности), который будет всматриваться на расстояние до 18 миль (29 километров). в оболочку, которая сама по себе является потенциально обитаемой средой. Измерение изменений в радиосигналах, которые вызывает гравитация Европы, должно помочь определить толщину льда и глубину океана.
«Неледяные материалы на поверхности могут попасть в глубокие внутренние карманы с соленой водой внутри ледяной оболочки», — сказал Стив Вэнс, астробиолог и геофизик, который также является членом научной группы Europa Clipper в Лаборатории реактивного движения. «Некоторые из них могут быть достаточно большими, чтобы их можно было считать озерами или, по крайней мере, прудами».
По словам Вэнса, использование собранных данных для обширного компьютерного моделирования внутренней структуры Европы также может выявить состав океана и позволить оценить профиль его температуры.
Какие бы условия ни были обнаружены, полученные результаты откроют новую главу в поисках жизни за пределами Земли. «Почти наверняка Europa Clipper поднимет столько же вопросов или даже больше, чем даст ответов — совершенно другой класс, чем те, о которых мы думали последние 25 лет», — сказал Вэнс.
Три основные научные цели Europa Clipper — определить толщину ледяной оболочки Луны и ее взаимодействие с океаном под ней, исследовать ее состав и охарактеризовать ее геологию. Детальное исследование Европы в ходе миссии поможет ученым лучше понять астробиологический потенциал обитаемых миров за пределами нашей планеты.
