Między Europa Clipper a proponowanym Europa Lander, NASA wyjaśniła, że zamierza wysłać misję na ten lodowy księżyc Jowisza w nadchodzącej dekadzie. Odkąd Voyager 1 i 2 sondy przeprowadziły swoje historyczne muchy księżycowe w 1973 i 1974 r. - które dostarczyły pierwszych oznak oceanu ciepłowodnego we wnętrzu księżyca - naukowcy chętnie osiągnęli szczyt pod powierzchnią i zobaczyli, co tam jest.
W tym celu NASA udzieliła grantu zespołowi naukowców z Arizona State University na budowę i testowanie specjalnie zaprojektowanego sejsmometru, którego lądownik użyłby do odsłuchania wnętrza Europy. To urządzenie, znane jako sejsmometr do badania podpowierzchni Europy (SESE), pomoże naukowcom ustalić, czy wnętrze Europy sprzyja życiu.
Zgodnie z profilem Europa Lander, ten mikrofon byłby zamontowany na zrobotyzowanej sondzie. Gdy osiągnie powierzchnię księżyca, sejsmometr zacznie gromadzić informacje o podpowierzchniowym środowisku Europy. Obejmowałoby to dane dotyczące jego naturalnych pływów i ruchów w skorupie, które określałyby grubość lodowatej powierzchni.
Określi również, czy powierzchnia ma kieszenie z wodą - tj. Jeziora podpowierzchniowe - i zobaczy, jak często woda unosi się na powierzchnię. Od pewnego czasu naukowcy podejrzewają, że „chaosowy teren” Europy byłby idealnym miejscem do poszukiwania dowodów życia. Uważa się, że te cechy, które są zasadniczo pomieszanym bałaganem grzbietów, pęknięć i równin, są miejscami, w których ocean pod powierzchnią oddziałuje z lodową skorupą.
W związku z tym najłatwiej byłoby tam znaleźć wszelkie dowody obecności cząsteczek organicznych lub organizmów biologicznych. Ponadto astronomowie wykryli również pióropusze wodne pochodzące z powierzchni Europy. Są one również uważane za jeden z najlepszych zakładów na znalezienie dowodów na życie we wnętrzu. Ale zanim będzie można je zbadać bezpośrednio, najważniejsze jest ustalenie, gdzie znajdują się zbiorniki wodne pod lodem i czy są one połączone z oceanem wewnętrznym.
I tu właśnie w grę wchodzą instrumenty takie jak SESE. Hongyu Yu jest inżynierem systemu eksploracji z School of Earth and Space Exploration w ASU oraz liderem zespołu SESE. Jak stwierdził w ostatnim artykule ASU Now: „Chcemy usłyszeć, co Europa ma nam do powiedzenia. A to oznacza przykładanie wrażliwego „ucha” na powierzchnię Europy ”.
Podczas gdy pomysł Europa Landera jest wciąż na etapie opracowywania koncepcji, NASA pracuje nad opracowaniem wszystkich niezbędnych komponentów do takiej misji. W związku z tym dali zespołowi ASU grant na opracowanie i przetestowanie ich miniaturowego sejsmometru, który mierzy nie więcej niż 10 cm (4 cale) z boku i można go łatwo zainstalować na pokładzie lądownika robotycznego.
Co ważniejsze, ich sejsmometr różni się od konwencjonalnych konstrukcji tym, że nie opiera się na czujniku masy i sprężyny. Taki projekt byłby nieodpowiedni dla misji do innego ciała w naszym Układzie Słonecznym, ponieważ musi być ustawiony pionowo, co wymaga ostrożnego sadzenia i niezakłócania go. Co więcej, czujnik musi być umieszczony w całkowitej próżni, aby zapewnić dokładne pomiary.
Wykorzystując układ mikroelektryczny z ciekłym elektrolitem do czujnika, Yu i jego zespół stworzyli sejsmometr, który może działać w szerszym zakresie warunków. „Nasz projekt pozwala uniknąć tych wszystkich problemów” - powiedział. „Ta konstrukcja ma wysoką wrażliwość na szeroki zakres wibracji i może działać pod dowolnym kątem do powierzchni. W razie potrzeby mogą mocno uderzyć o ziemię podczas lądowania. ”
Jak wyjaśnił Lenore Dai - inżynier chemiczny i dyrektor Szkoły Inżynierii Materii, Transportu i Energii ASU - konstrukcja sprawia, że SESE doskonale nadaje się do eksploracji ekstremalnych środowisk - takich jak lodowata powierzchnia Europy. „Jesteśmy podekscytowani możliwością opracowania elektrolitów i polimerów poza ich tradycyjne limity temperaturowe” - powiedziała. „Ten projekt stanowi również przykład współpracy między dyscyplinami.”
SESE może również pobić bez utraty odczytów czujników, co zostało przetestowane, gdy zespół uderzył go młotem i stwierdził, że nadal działa. Według sejsmologa Edwarda Garnero, który jest również członkiem zespołu SESE, przyda się to. Twierdzi, że lądowniki mają zwykle od sześciu do ośmiu nóg, które można połączyć z sejsmometrami, aby zamienić je w instrumenty naukowe.
Posiadanie tak wielu czujników lądownika dałoby naukowcom możliwość łączenia danych, umożliwiając im przezwyciężenie problemu zmiennych drgań sejsmicznych rejestrowanych przez każdy z nich. W związku z tym należy zapewnić ich wytrzymałość.
„Sejsmometry muszą łączyć się z twardym gruntem, aby działać najskuteczniej. Jeśli na każdej nodze znajduje się sejsmometr, można go zepchnąć na powierzchnię podczas lądowania, zapewniając dobry kontakt z ziemią. Możemy również oddzielić sygnały wysokiej częstotliwości od sygnałów o większej długości fali. Na przykład małe meteoryty uderzające w powierzchnię niezbyt daleko wytwarzałyby fale o wysokiej częstotliwości, a fale holowników grawitacyjnych z Jowisza i sąsiednich księżyców Europy wytwarzałyby długie, powolne fale ”.
Takie urządzenie może również okazać się kluczowe dla misji innych „światów oceanów” w Układzie Słonecznym, w tym Ceres, Ganymede, Callisto, Enceladus, Titan i innych. Uważa się również, że na tych ciałach życie może istnieć w oceanach ciepłowodnych, które leżą pod powierzchnią. W związku z tym kompaktowy, wytrzymały sejsmometr, który jest zdolny do pracy w ekstremalnych temperaturach, byłby idealny do badania ich wnętrz.
Co więcej, tego rodzaju misje byłyby w stanie ujawnić, gdzie pokrywy lodowe na tych ciałach są najcieńsze, a tym samym gdzie najbardziej dostępne są oceany wewnętrzne. Gdy to zrobisz, NASA i inne agencje kosmiczne będą dokładnie wiedzieć, gdzie wysłać sondę (lub ewentualnie zrobotyzowaną łódź podwodną). Chociaż być może będziemy musieli poczekać kilka dekad!
