Odredište koje NASA-ina misija Europa Clipper planira da istraži u oktobru 2024. je 800 miliona kilometra od Zemlje, slabo osvetljen svet koji obiluje vodom.
Njeno desetogodišnje putovanje može otkriti da se srećan splet uslova potrebnih za život—voda, organska materija i energija—nekako složio na svetu izvan našeg.
Zašto Europa Clipper?
Kružeći oko džinovskog Jupitera na udaljenosti od 671.000 km, Evropa je enigmatičan mesec, manji u prečniku od širine Australije. Njena površina ritmično se savija pod kolosalnom gravitacijom svoje matične planete i izložena je intenzivnom Jupiterovom magnetnom polju, 20.000 puta jačem od Zemljinog.
Devet desetina veličine Meseca, a pet puta dalje od Sunca, dnevne temperature na Evropi nikada ne prelaze –160°C. Njena jezgra od nikla i gvožđa veličine Teksasa i stenoviti omotač prekriveni su ledenom korom, debelom oko 15–25 km, koja je postala čvrsta kao stena pod tako hladnim ekstremima.
Ali koliko god se činilo teško u ovoj pustoši prožetoj zračenjem, neki oblik života je možda nekada (zapravo, možda još uvek) uspevao na Evropi: zaista malo verovatni Edenski vrt. Vizuelno, Evropa nosi tek malo obeležja jedinog poznatog utočišta života: naše plavo-bele planete, Zemlje.
Prethodne misije na Evropu
Godine 1979, NASA-ine sonde Voyager 1 i 2 otkrile su ono što zamenica naučnika projekta Europa Clipper, Boni Burati iz NASA-ine Laboratorije za mlazni pogon (JPL), poredi sa „napuklim jajetom“: njen albedo od 0,64 (količina svetlosti koju njena površina reflektuje) svetliji je od arktičkog morskog leda i njena neobična crvenkasta nijansa verovatno je uzrokovana jakim Jupiterovim zračenjem.
Voyager-i su fotografisali linearne grebene i brazde koje prelaze površinu, sa neobičnim mrljama razbacanim po staklastom pejzažu. „Naučnici određuju starost površina brojanjem kratera“, kaže Burati. A nedostatak kratera na Evropi implicira mladu površinu, možda staru 20 miliona godina, koja još uvek prolazi kroz aktivne unutrašnje promene.
Zanimljivo je da su Voyager-i detektovali pukotine u tom terenu, olakšavajući kretanje tamnog podzemnog materijala u nastale praznine—i pozivajući na spekulaciju da sloj vode ili toplog leda možda vreba ispod evropske kore.
Od 1996. do 2000. godine, NASA-ina sonda Galileo pronašla je snažne dokaze o slanom okeanu koji sadrži 3 milijarde kubnih kilometara vode, dvostruko više nego svi naši okeani.
Sonda „Gallileo“
Taj okean bi mogao biti dubok 80–100 km, što je devet puta dublje od Marijanskog rova, najdublje tačke u bilo kom okeanu na Zemlji. Sonda „Galileo“ je takođe pokazala da se uzdizanje toplog, kašastog leda zaista dešava. Detektovala je unutrašnje magnetno polje i merila promene pravca koje su u skladu sa prisustvom podzemne ‘ljuske’ električno provodljivog materijala, poput slanog tečnog okeana.
U međuvremenu, svemirski teleskop Hubble otkrio je Evropinu tanku atmosferu kiseonika i od 2013. do 2017. uočio emisije vodene pare koje se uzdižu 100 km visoko. To je pružilo ubedljive dokaze o materijalu izbačenom direktno iz okeana. Godine 2019, Hubble je pronašao natrijum hlorid (kuhinjsku so), što sugeriše da bi okean mogao biti slaniji i više nalik Zemljinom nego što se prvobitno mislilo… i pogodniji za mikrobni život.
Život na Evropi?
„Svaki scenario za život na Zemlji podrazumeva tečnu vodu“, objašnjava Burati. „Potraga za životom je na vrhu liste: da li smo sami? Ali naše razumevanje kako je život nastao i kako je uspevao zaista se razvilo tokom vremena dok sam bila u ovoj oblasti.“
Na Zemlji, život je iznikao na najneverovatnijim mestima, posebno na hidrotermalnim otvorima u dubokim okeanskim rovovima bez sunčeve svetlosti. „Život se formirao na ovim termalnim otvorima jer su bakterije tamo veoma primitivne“, nastavlja Burati.
„Oni su na dnu stabla života, tako da se naše razumevanje gde tražiti život promenilo.“ Ali Buratti ostaje oprezno suzdržana u pogledu pronalaženja života. „Izgleda da su uslovi za život tu“, kaže ona. „Mi smo empiristi i još uvek nemamo dokaze. Naša misija će pronaći dokaze i odatle ćemo raditi.“
Kako je nastala misija Europa Clipper
Posvećena misija na Evropu dugo je imala visok prioritet. Ciljevi najvišeg nivoa uključuju merenje debljine kore, dešifrovanje složene geologije Evrope i utvrđivanje prirode, veličine, slanosti i sastava okeana.
Godine 1997, NASA je predložila Europa Orbiter opremljen radarom i visinomerom, ali su troškovi, potrebe za energijom i dugačak vremenski okvir misije doveli do njenog otkazivanja 2002.
Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO) sa jonskim ili nuklearnim električnim pogonom otkazan je 2005. kao previše ambiciozan. Sledeća je došla američko-evropska misija Europa Jupiter System Mission (EJSM), uključujući NASA-in Jupiter Europa Orbiter.
I ona je ukinuta 2011. Ali jezgro EJSM-a je preživelo. Evropski deo te misije postao je Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), lansiran 2023.
A američka misija preporučena od strane Nacionalnog istraživačkog saveta 2013. dovela je do odabira devet naučnih instrumenata 2015. i odobrenja putovanja koje je 2017. postalo poznato kao Europa Clipper. Ime Europa Clipper potiče od klipera iz 19. veka: trojarbolnih jedrenjaka koji su plovili svetskim okeanima, isporučujući čaj i druge robe.
Ali za NASA-u ima drugo značenje: Europa Clipper neće kružiti oko Evrope. Umesto toga, orbitiraće oko Jupitera, podešavajući svoju putanju da ostvari 44 preleta meseca na udaljenostima od 26 km do 2.700 km.
Orbita i naučni ciljevi Europa Clipper-a
Lokacija Evrope duboko unutar Jupiterovog polja zračenja obično bi spržila elektroniku Europa Clipper-a u roku od nekoliko meseci. Dakle, da bi olakšala i njena neobična crvenkasta nijansa verovatno je uzrokovana jakim Jupiterovim zračenjem.
Voyager-i su fotografisali linearne grebene i brazde koje prelaze površinu, sa neobičnim mrljama razbacanim po staklastom pejzažu. „Naučnici određuju starost površina brojanjem kratera“, kaže Burati. A nedostatak kratera na Evropi implicira mladu površinu, možda staru 20 miliona godina, koja još uvek prolazi kroz aktivne unutrašnje promene.
Zanimljivo je da su Voyager-i detektovali pukotine u tom terenu, olakšavajući kretanje tamnog podzemnog materijala u nastale praznine—i pozivajući na spekulaciju da sloj vode ili toplog leda možda vreba ispod evropske kore.
Od 1996. do 2000. godine, NASA-ina sonda Galileo pronašla je snažne dokaze o slanom okeanu koji sadrži 3 milijarde kubnih kilometara vode, dvostruko više nego svi naši okeani.
Okean bi mogao biti dubok od 80-100 km
Taj okean bi mogao biti dubok 80–100 km, što je devet puta dublje od Marijanskog rova, najdublje tačke u bilo kom okeanu na Zemlji. Sonda Galileo je takođe pokazala da se uzdizanje toplog, kašastog leda zaista dešava.
Detektovala je unutrašnje magnetno polje i merila promene pravca koje su u skladu sa prisustvom podzemne ‘ljuske’ električno provodljivog materijala, poput slanog tečnog okeana.
U međuvremenu, svemirski teleskop Hubble otkrio je Evropinu tanku atmosferu kiseonika i od 2013. do 2017. uočio emisije vodene pare koje se uzdižu 100 km visoko. To je pružilo ubedljive dokaze o materijalu izbačenom direktno iz okeana.
Godine 2019, Hubble je pronašao natrijum hlorid (kuhinjsku so), što sugeriše da bi okean mogao biti slaniji i više nalik Zemljinom nego što se prvobitno mislilo… i pogodniji za mikrobni život.
A ti podaci će biti prikupljeni pomoću sveobuhvatnog alata:
Visokorezoluciona termalna infracrvena kamera
Infracrveni spektrometar
Sistem za snimanje sa širokougaonim i uskougaonim kamerama
Ultravioletni spektrograf
Magnetometar na 8,5-metarskom štapu
Detektor plazme
Maseni spektrometar
Sakupljač prašine
Omogućiće Clipper-u da snimi površinu Evrope u rezoluciji od 50 cm po pikselu, direktno uzorkuje izbačaje vodene pare tokom niskih preleta, odredi debljinu kore i slanost okeana, mapira organske materije—amino kiseline, toline, soli i hidratne kiseline—i donese zaključke o potencijalnoj nastanjivosti.
A 16-metarski radar koji prodire kroz led će prodirati kroz koru Evrope dok visinomer meri plime i hrapavost površine.
Visoka je 6,6 metara i teška 6.000 kilograma
Sve u svemu, mapiraće 95% Evrope u rezoluciji od 100 metara: šestostruko povećanje pokrivenosti sa pet puta boljim kvalitetom od ranijih misija. Tih devet instrumenata nalazi se unutar Europa Clipper-a, najveće svemirske letelice koju je NASA ikada poslala na planetu.
Visoka 6,6 metara i teška 6.000 kg, Europa Clipper je veličine SUV-a i uključuje 3-metarsku visokoprofitnu antenu za komunikacije i merenja gravitacije, i 24 potisnika za manevre i dugo (više od šest sati) sagorevanje motora za ulazak u orbitu Jupitera.
I kao što su stari kliperi imali velike jedra, tako i par Europa Clipper-ovih petodelnihsolarnih panela meri 9 metara u dužinu. Ovi paneli će obezbediti oko 600 vati snage, što je dovoljno za pokretanje naučnih instrumenata i sistema na brodu.
Iako je Jupiter pet puta udaljeniji od Sunca u odnosu na Zemlju, napredak u solarnoj tehnologiji omogućava Europa Clipper-u da generiše dovoljno energije čak i na ovoj udaljenosti.
Potencijalni nalazi i njihov značaj
Glavni cilj misije Europa Clipper je da ispita da li Evropa zaista poseduje uslove koji mogu podržati život. Ako uspe da otkrije organske materije u okeanu ili iznad njegove površine, to bi bilo ogromno otkriće.
Pored toga, istraživanje podzemnog okeana, njegove dubine, sastava i interakcije sa površinom moglo bi nam dati odgovore na mnoga pitanja o formiranju i evoluciji satelita Jupitera, ali i o nastanjivosti drugih mesta u našem Sunčevom sistemu.
Dok neki naučnici smatraju da je mikrobni život možda nastao u ovom okeanu, drugi su skeptični, napominjući da, iako postoji tečna voda, ne postoji dokaz o prisustvu drugih kritičnih uslova za život, poput izvora energije.
Uprkos tome, saznanja iz misije Europa Clipper mogla bi nam pomoći da bolje razumemo ne samo Evropu, već i kako život može da preživi i razvija se u ekstremnim uslovima.
Naredni koraci u istraživanju Evrope
Europa Clipper je samo početak nove ere istraživanja Evrope i drugih ledenih satelita u Sunčevom sistemu.
Japanska i evropska svemirska agencija već planiraju slične misije, dok se NASA nada da će budući napredak u robotskim tehnologijama omogućiti misije koje bi mogle da spuste sondu na Evropu i istraže njen ledeni teren ili čak prodru do okeana ispod.
Jedna od najuzbudljivijih mogućnosti je razvoj robota koji bi mogao bušiti ili topiti svoj put kroz led i direktno ispitivati okean Evrope.
Ovo bi zahtevalo izuzetno naprednu tehnologiju, ali bi u budućnosti moglo omogućiti čovečanstvu da na kraju dobije direktne uzorke vode iz evropskog okeana i možda otkrije znake života.
