Одредиште које NASA-ina мисија Europa Clipper планира да истражи у октобру 2024. је 800 милиона километра од Земље, слабо осветљен свет који обилује водом.
Њено десетогодишње путовање може открити да се срећан сплет услова потребних за живот—вода, органска материја и енергија—некако сложио на свету изван нашег.
Зашто Europa Clipper?
Кружећи око џиновског Јупитера на удаљености од 671.000 км, Европа је енигматичан месец, мањи у пречнику од ширине Аустралије. Њена површина ритмично се савија под колосалном гравитацијом своје матичне планете и изложена је интензивном Јупитеровом магнетном пољу, 20.000 пута јачем од Земљиног.
Девет десетина величине Месеца, а пет пута даље од Сунца, дневне температуре на Европи никада не прелазе –160°C. Њена језгра од никла и гвожђа величине Тексаса и стеновити омотач прекривени су леденом кором, дебелом око 15–25 км, која је постала чврста као стена под тако хладним екстремима.
Али колико год се чинило тешко у овој пустоши прожетој зрачењем, неки облик живота је можда некада (заправо, можда још увек) успевао на Европи: заиста мало вероватни Еденски врт. Визуелно, Европа носи тек мало обележја јединог познатог уточишта живота: наше плаво-беле планете, Земље.
Прeтходне мисије на Европу
Године 1979, NASA-ине сонде Voyager 1 и 2 откриле су оно што заменица научника пројекта Europa Clipper, Бони Бурати из NASA-ine Лабораторијe за млазни погон (JPL), пореди са „напуклим јајетом“: њен албедо од 0,64 (количина светлости коју њена површина рефлектује) светлији је од арктичког морског леда и њена необична црвенкаста нијанса вероватно је узрокована јаким Јупитеровим зрачењем.
Voyager-i су фотографисали линеарне гребене и бразде које прелазе површину, са необичним мрљама разбацаним по стакластом пејзажу. „Научници одређују старост површина бројањем кратера“, каже Бурати. А недостатак кратера на Европи имплицира младу површину, можда стару 20 милиона година, која још увек пролази кроз активне унутрашње промене.
Занимљиво је да су Voyager-i детектовали пукотине у том терену, олакшавајући кретање тамног подземног материјала у настале празнине—и позивајући на спекулацију да слој воде или топлог леда можда вреба испод европске коре.
Од 1996. до 2000. године, NASA-ina сонда Galileo пронашла је снажне доказе о сланом океану који садржи 3 милијарде кубних километара воде, двоструко више него сви наши океани.
Сонда „Gallileo“
Тај океан би могао бити дубок 80–100 км, што је девет пута дубље од Маријанског рова, најдубље тачке у било ком океану на Земљи. Сонда „Galileo“ је такође показала да се уздизање топлог, кашастог леда заиста дешава. Детектовала је унутрашње магнетно поље и мерила промене правца које су у складу са присуством подземне ‘љуске’ електрично проводљивог материјала, попут сланог течног океана.
У међувремену, свемирски телескоп Hubble открио је Европину танку атмосферу кисеоника и од 2013. до 2017. уочио емисије водене паре које се уздижу 100 км високо. То је пружило убедљиве доказе о материјалу избаченом директно из океана. Године 2019, Hubble је пронашао натријум хлорид (кухињску со), што сугерише да би океан могао бити сланији и више налик Земљином него што се првобитно мислило… и погоднији за микробни живот.
Живот на Европи?
„Сваки сценарио за живот на Земљи подразумева течну воду“, објашњава Бурати. „Потрага за животом је на врху листе: да ли смо сами? Али наше разумевање како је живот настао и како је успевао заиста се развило током времена док сам била у овој области.“
На Земљи, живот је изникао на најневероватнијим местима, посебно на хидротермалним отворима у дубоким океанским рововима без сунчеве светлости. „Живот се формирао на овим термалним отворима јер су бактерије тамо веома примитивне“, наставља Бурати.
„Они су на дну стабла живота, тако да се наше разумевање где тражити живот променило.“ Али Буратти остаје опрезно суздржана у погледу проналажења живота. „Изгледа да су услови за живот ту“, каже она. „Ми смо емпиристи и још увек немамо доказе. Наша мисија ће пронаћи доказе и одатле ћемо радити.“
Како је настала мисија Europa Clipper
Посвећена мисија на Европу дуго је имала висок приоритет. Циљеви највишег нивоа укључују мерење дебљине коре, дешифровање сложене геологије Европе и утврђивање природе, величине, сланости и састава океана.
Године 1997, NASA је предложила Europa Orbiter опремљен радаром и висиномером, али су трошкови, потребе за енергијом и дугачак временски оквир мисије довели до њеног отказивања 2002.
Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO) са јонским или нуклеарним електричним погоном отказан је 2005. као превише амбициозан. Следећа је дошла америчко-европска мисија Europa Jupiter System Mission (EJSM), укључујући NASA-ин Jupiter Europa Orbiter.
И она је укинута 2011. Али језгро EJSM-а је преживело. Европски део те мисије постао је Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), лансиран 2023.
А америчка мисија препоручена од стране Националног истраживачког савета 2013. довела је до одабира девет научних инструмената 2015. и одобрења путовања које је 2017. постало познато као Europa Clipper. Име Europa Clipper потиче од клипера из 19. века: тројарболних једрењака који су пловили светским океанима, испоручујући чај и друге робе.
Али за NASA-у има друго значење: Europa Clipper неће кружити око Европе. Уместо тога, орбитираће око Јупитера, подешавајући своју путању да оствари 44 прелета месеца на удаљеностима од 26 км до 2.700 км.
Орбита и научни циљеви Europa Clipper-а
Локација Европе дубоко унутар Јупитеровог поља зрачења обично би спржила електронику Europa Clipper-а у року од неколико месеци. Дакле, да би олакшала и њена необична црвенкаста нијанса вероватно је узрокована јаким Јупитеровим зрачењем.
Voyager-и су фотографисали линеарне гребене и бразде које прелазе површину, са необичним мрљама разбацаним по стакластом пејзажу. „Научници одређују старост површина бројањем кратера“, каже Бурати. А недостатак кратера на Европи имплицира младу површину, можда стару 20 милиона година, која још увек пролази кроз активне унутрашње промене.
Занимљиво је да су Voyager-и детектовали пукотине у том терену, олакшавајући кретање тамног подземног материјала у настале празнине—и позивајући на спекулацију да слој воде или топлог леда можда вреба испод европске коре.
Од 1996. до 2000. године, NASA-ина сонда Galileo пронашла је снажне доказе о сланом океану који садржи 3 милијарде кубних километара воде, двоструко више него сви наши океани.
Океан би могао бити дубок од 80-100 км
Тај океан би могао бити дубок 80–100 км, што је девет пута дубље од Маријанског рова, најдубље тачке у било ком океану на Земљи. Сонда Galileo је такође показала да се уздизање топлог, кашастог леда заиста дешава.
Детектовала је унутрашње магнетно поље и мерила промене правца које су у складу са присуством подземне ‘љуске’ електрично проводљивог материјала, попут сланог течног океана.
У међувремену, свемирски телескоп Hubble открио је Европину танку атмосферу кисеоника и од 2013. до 2017. уочио емисије водене паре које се уздижу 100 км високо. То је пружило убедљиве доказе о материјалу избаченом директно из океана.
Године 2019, Hubble је пронашао натријум хлорид (кухињску со), што сугерише да би океан могао бити сланији и више налик Земљином него што се првобитно мислило… и погоднији за микробни живот.
А ти подаци ће бити прикупљени помоћу свеобухватног алата:
Високорезолуциона термална инфрацрвена камера
Инфрацрвени спектрометар
Систем за снимање са широкоугаоним и ускоугаоним камерама
Ултравиолетни спектрограф
Магнетометар на 8,5-метарском штапу
Детектор плазме
Масени спектрометар
Сакупљач прашине
Омогућиће Clipper-у да сними површину Европе у резолуцији од 50 цм по пикселу, директно узоркује избачаје водене паре током ниских прелета, одреди дебљину коре и сланост океана, мапира органске материје—амино киселине, толине, соли и хидратне киселине—и донесе закључке о потенцијалној настањивости.
А 16-метарски радар који продире кроз лед ће продирати кроз кору Европе док висиномер мери плиме и храпавост површине.
Висока је 6,6 метара и тешка 6.000 килограма
Све у свему, мапираће 95% Европе у резолуцији од 100 метара: шестоструко повећање покривености са пет пута бољим квалитетом од ранијих мисија. Тих девет инструмената налази се унутар Europa Clipper-а, највеће свемирске летелице коју је NASA икада послала на планету.
Висока 6,6 метара и тешка 6.000 кг, Europa Clipper је величине SUV-а и укључује 3-метарску високопрофитну антену за комуникације и мерења гравитације, и 24 потисника за маневре и дуго (више од шест сати) сагоревање мотора за улазак у орбиту Јупитера.
И као што су стари клипери имали велике једра, тако и пар Europa Clipper-ових петоделнихсоларних панела мери 9 метара у дужину. Ови панели ће обезбедити око 600 вати снаге, што је довољно за покретање научних инструмената и система на броду.
Иако је Јупитер пет пута удаљенији од Сунца у односу на Земљу, напредак у соларној технологији омогућава Europa Clipper-у да генерише довољно енергије чак и на овој удаљености.
Потенцијални налази и њихов значај
Главни циљ мисије Europa Clipper је да испита да ли Европа заиста поседује услове који могу подржати живот. Ако успе да открије органске материје у океану или изнад његове површине, то би било огромно откриће.
Поред тога, истраживање подземног океана, његове дубине, састава и интеракције са површином могло би нам дати одговоре на многа питања о формирању и еволуцији сателита Јупитера, али и о настањивости других места у нашем Сунчевом систему.
Док неки научници сматрају да је микробни живот можда настао у овом океану, други су скептични, напомињући да, иако постоји течна вода, не постоји доказ о присуству других критичних услова за живот, попут извора енергије.
Упркос томе, сазнања из мисије Europa Clipper могла би нам помоћи да боље разумемо не само Европу, већ и како живот може да преживи и развија се у екстремним условима.
Наредни кораци у истраживању Европе
Europa Clipper је само почетак нове ере истраживања Европе и других ледених сателита у Сунчевом систему.
Јапанска и европска свемирска агенција већ планирају сличне мисије, док се NASA нада да ће будући напредак у роботским технологијама омогућити мисије које би могле да спусте сонду на Европу и истраже њен ледени терен или чак продру до океана испод.
Једна од најузбудљивијих могућности је развој робота који би могао бушити или топити свој пут кроз лед и директно испитивати океан Европе.
Ово би захтевало изузетно напредну технологију, али би у будућности могло омогућити човечанству да на крају добије директне узорке воде из европског океана и можда открије знаке живота.
