Lodowaty księżyc Jowisza Europa jest jednym z najbardziej kuszących światów do eksploracji - dlatego naukowcy z NASA są głęboko zaangażowani w projektowanie Europa Clipper, statku kosmicznego mającego na celu złamanie jego tajemnic.
Europa Clipper wystartuje już w 2023 r., A następnie udaj się do systemu Jowisza na około 40 bliskich przelotów nad tajemniczym lodowym księżycem. Po przybyciu statek kosmiczny zbierze istotne informacje na temat geologii, składu i ukrytego oceanu wewnętrznego. Zanim jednak zespół zdąży przystąpić do budowy statku kosmicznego, musi przejść jeszcze jedną ostateczną ocenę.
„Europa, której tak naprawdę nie rozumiemy - są te naprawdę kluczowe tajemnice, które staramy się zrozumieć” - powiedział Space.com Robert Pappalardo, planetolog z NASA Jet Propulsion Laboratory i naukowiec projektu. „[Europa Clipper] wiele nam opowie o tym, jak działają lodowe księżyce… a lodowe księżyce są prawdopodobnie najczęstszym środowiskiem mieszkalnym we wszechświecie, więc to ekscytujące”. [Zdjęcia: Europa, Tajemniczy Lodowy Księżyc Jowisza]
Żadne życie na lodowatym księżycu nie byłoby na powierzchni: byłoby ukryte w wewnętrznych oceanach, gdzie przyciąganie grawitacji pobliskiej planety utrzymuje wodę w stanie ciekłym. Całe życie, jakie znamy teraz, potrzebuje wody. Ponadto aktywność geologiczna dna morskiego może zapewnić chemikalia do żywienia mikroorganizmów. a lód blokowałby niebezpieczne promieniowanie, które uderza w powierzchnię. Tak więc, podczas gdy w Europie jest wiele innych nauk do zrobienia, zrozumienie jego zamieszkiwania - lub jego braku - jest kluczowym elementem misji. „Ludzie się tym przejmują, ludzie chcą wiedzieć o tym tajemniczym świecie, który może kryć życie” - powiedział Pappalardo. „To naprawdę ważny powód, aby to zrobić”.
Statek kosmiczny będzie nosił zestaw dziewięciu instrumentów zaprojektowanych do współpracy, aby rozwiązać niektóre z tych wielkich tajemnic i ocenić, jak naprawdę księżyc jest w stanie zamieszkać. Podczas wizyty statek kosmiczny znajdzie się w odległości zaledwie 25 mil od powierzchni Europy, co samo w sobie dobrze wróży naukowcom z misji. „Odzyskamy fantastyczne zdjęcia”, powiedziała Christina Richey, pracownik naukowy w Europa Clipper, Space.com.
Ta lodowa skorupa ma wiele tajemnic, z których nie mniej ważna jest jej grubość. Najczęstszymi cechami na powierzchni są grzbiety, a naukowcy nie są pewni, jak się tworzą. Luki w pokrywie lodowej mogą wypuszczać pióropusze wody morskiej w kosmos, jak to ma miejsce również w najsłynniejszym lodowym księżycu Saturna, Enceladusie.
I wydaje się, że istnieje pewien proces, który polega na przenoszeniu kawałków lodu po powierzchni Europy, ale szczegóły tego, co je napędza, pozostają tajemnicą. „Z geologicznego punktu widzenia jest tyle rzeczy, których jeszcze nie widzieliśmy, a my tylko dostrzegamy podejrzenia” - powiedział Space.com David Senske, zastępca naukowca projektu Europa Clipper.
Aby rozwiązać te tajemnice, statek kosmiczny, jego instrumenty i jego menedżerowie wykorzystują taktykę opracowaną podczas poprzednich misji. Podobnie jak Juno, statek kosmiczny będzie polegał na energii słonecznej w zimnych rejonach układu Jowisza. I podobnie jak Cassini w Enceladus, Clipper może latać przez pióropusze. [Water Plumes on Europa: The Discovery in Images]
Ale są też nowe wyzwania, takie jak wybranie ścieżki dla statku kosmicznego, która ma podążać wokół systemu Jowisza, w procesie zwanym planowaniem trajektorii, który Senske żartobliwie nazywa „czarną magią”. (Statek kosmiczny nie będzie krążył bezpośrednio po Europie, ponieważ otrzymałby zbyt dużo promieniowania, gdyby to zrobił. Ale to ograniczenie oferuje również korzyści - na przykład rzucić okiem na inne księżyce. „Io tak się dzieje,” powiedział Richey. Kto nie chce patrzeć na ciało planetarne, które wygląda jak otchłań ospy? ")
Planowanie trajektorii jest skomplikowanym przedsięwzięciem matematycznym, a ostateczny wybór dokładnie określi, co można zrobić w trakcie przelotów misji nad Europą. Dlatego zespół ds. Trajektorii opracowuje zestaw opcji do oceny przez zespoły na każdym instrumencie, aby wybrać ten, który ma najlepszy ogólny potencjał naukowy.
Jest to oddzielny proces od określenia trasy statku kosmicznego do systemu Jowisza, który przede wszystkim czeka na decyzję NASA dotyczącą pojazdu startowego misji. Clipper będzie jeździł albo własnym systemem kosmicznym agencji Launch podczas trzyletniej podróży, albo SpaceX Falcon Heavy, co wydłużyłoby podróż do pięciu lub sześciu lat.
Podczas gdy oczekują na decyzję, zespół koncentruje się na bieżącej przeszkodzie: rozwiązaniu pytań dotyczących recenzji poszczególnych elementów projektu i ich interakcji. Po ich rozwiązaniu projekt przejdzie do fazy, którą projektanci misji nazywają fazą C, która obejmuje ustalenie ostatecznego budżetu projektu i rozpoczęcie budowy prawdziwego statku kosmicznego. „Właśnie wtedy zaczyna się zabawa” - powiedział Richey.
Tymczasem kluczowym ryzykiem jest to, że jeden kawałek statku kosmicznego może wyprzedzić innych, co utrudni inżynierom zgromadzenie wszystkiego. „Zawsze jest stresujący czas dla każdego zespołu, ale myślę, że ten zespół radzi sobie z nim całkiem dobrze i myślę, że wszyscy jesteśmy podekscytowani, aby zacząć budować” - powiedział Richey. „To trochę jak skomplikowana wersja Tetris, w której ten rząd ustawia się naprawdę świetnie, a inne pokosy zaczynają ustawiać się w szeregi i działać, ale chcesz się upewnić, że nie dostaniesz tego zbyt daleko przed resztą z nich."
Dla Pappalardo, który był zaangażowany w misję od najwcześniejszych dni i pamięta walkę o wsparcie dla niej, proces ten stał się burzą.
„To niesamowite, musimy działać tak szybko, aby dostać się na premierę, że najwcześniej będzie 2023 r.” - powiedział. „Czasami zatrzymujesz się i zdajesz sobie sprawę, że płyniesz tą rzeką, która płynie dalej, a ona po prostu cię niesie, ponieważ jest tak wiele rzeczy do zrobienia”.
