Mezi Evropa Clipper a navrhované Evropa Lander NASA dala jasně najevo, že má v úmyslu v nadcházející dekádě vyslat misi na tento ledový měsíc Jupiteru. Od té doby Cestování 1a2 sondy provedly své historické průlety kolem Měsíce v letech 1973 a 1974 – což nabídlo první náznaky teplovodního oceánu v nitru Měsíce – vědci toužili vyvrcholit pod povrchem a vidět, co tam je.
Za tímto účelem NASA udělila grant týmu výzkumníků z Arizona State University na vybudování a testování speciálně navrženého seismometru, který by lander použil k naslouchání vnitřku Evropy. Toto zařízení, známé jako Seismometer for Exploring the Subsurface of Europa (SESE), pomůže vědcům určit, zda je vnitřek Europy vhodný pro život.
Podle profilu pro Europa Lander by tento mikrofon byl namontován na robotickou sondu. Jakmile seismometr dosáhne povrchu Měsíce, začne shromažďovat informace o podpovrchovém prostředí Evropy. To by zahrnovalo údaje o jeho přirozených přílivech a pohybech uvnitř skořápky, které by určovaly tloušťku ledového povrchu.
Snímek ledové skořápky Evropy, pořízený kosmickou lodí Galileo, rozbitého „terénu chaosu“. Poděkování: NASA/JPL-Caltech
Také by se zjistilo, zda má povrch vodní kapsy – tedy podpovrchová jezera – a zjistilo by se, jak často voda stoupá na povrch. Vědci už nějakou dobu předpokládají, že „terén chaosu“ Evropy by byl ideálním místem pro hledání důkazů o životě. Tyto útvary, které jsou v podstatě neuspořádanou změtí hřebenů, trhlin a plání, jsou považovány za místa, kde podpovrchový oceán interaguje s ledovou kůrou.
Jakékoli důkazy o organických molekulách nebo biologických organismech by se tak daly nejsnáze najít tam. Kromě toho astronomové také detekovali vodní chocholy pocházející z povrchu Evropy. Ty jsou také považovány za jednu z nejlepších sázek na nalezení důkazy života ve vnitrozemí . Než je však bude možné prozkoumat přímo, je nejdůležitější určit, kde se pod ledem nacházejí vodní nádrže a zda jsou spojeny s vnitřním oceánem.
A to je místo, kde přijdou ke hře nástroje jako SESE. Hongyu Yu je inženýr průzkumného systému z ASU Škola průzkumu Země a vesmíru a vedoucí týmu SESE. Jak uvedl v nedávném článku ASU nyní „Chceme slyšet, co nám Evropa chce říct. A to znamená položit citlivé ‚ucho‘ na povrch Evropy.“
Zatímco myšlenka Europa Landeru je stále ve fázi vývoje konceptu, NASA pracuje na vývoji všech nezbytných součástí pro takovou misi. Jako takový poskytli týmu ASU grant na vývoj a testování svého miniaturního seismometru, který měří na straně ne více než 10 cm (4 palce) a lze jej snadno namontovat na palubu robotického landeru.
„Velké jezero“ Evropy. Vědci spekulují, že mnohem více jich existuje v mělkých oblastech ledové skořápky Měsíce. Kredit: Britney Schmidt/Dead Pixel FX/Univ. z Texasu v Austinu.
Ještě důležitější je, že jejich seismometr se liší od konvenčních konstrukcí v tom, že se nespoléhá na senzor hmoty a pružiny. Takový design by nebyl vhodný pro misi k jinému tělesu v naší sluneční soustavě, protože musí být umístěn vzpřímeně, což vyžaduje, aby byl pečlivě zasazen a nebyl narušen. A co víc, senzor musí být umístěn v úplném vakuu, aby byla zajištěna přesná měření.
Použitím mikroelektrického systému s kapalným elektrolytem pro senzor Yu a jeho tým vytvořili seismometr, který může pracovat v širším rozsahu podmínek. 'Náš design se vyhýbá všem těmto problémům,' řekl. „Tento design má vysokou citlivost na širokou škálu vibrací a může pracovat v jakémkoli úhlu k povrchu. A pokud je to nutné, mohou při přistání tvrdě narazit na zem.“
Jako Lenore Dai – chemický inženýr a ředitel ASU Škola pro strojírenství hmoty, dopravy a energetiky – vysvětlil, design také dělá SESE dobře vhodný pro objevování extrémních prostředí – jako je zledovatělý povrch Evropy. „Jsme nadšeni z příležitosti vyvinout elektrolyty a polymery nad jejich tradiční teplotní limity,“ řekla řekl . 'Tento projekt je také příkladem spolupráce napříč obory.'
SESE může také snést bití, aniž by to ohrozilo údaje ze snímačů, což bylo testováno, když na něj tým udeřil perlíkem a zjistil, že poté stále funguje. Podle seismologa Edwarda Garnera, který je také členem týmu SESE, se to bude hodit. Landery mají obvykle šest až osm nohou, on tvrdí , které by mohly být spojeny se seismometry a proměnit je ve vědecké přístroje.
Umělecký koncept chloridových solí, které vyvěrají z tekutého oceánu Evropy a dosahují zmrzlého povrchu. Poděkování: NASA/JPL-Caltech
Mít tolik senzorů na přistávacím modulu by dalo vědcům možnost kombinovat data, což by jim umožnilo překonat problém proměnných seismických vibrací zaznamenaných každým z nich. Jako takové je nutností zajistit, aby byly odolné.
„Seismometry se musí spojit s pevnou zemí, aby fungovaly co nejefektivněji. Pokud každá noha nese seismometr, mohl by být při přistání zatlačen do povrchu, čímž by byl zajištěn dobrý kontakt se zemí. Můžeme také třídit vysokofrekvenční signály od těch s delší vlnovou délkou. Například malé meteority, které dopadnou na povrch nepříliš daleko, by produkovaly vysokofrekvenční vlny a přílivy gravitačních tahů z Jupiteru a sousedních měsíců Evropy by vytvořily dlouhé a pomalé vlny.
Takové zařízení by se také mohlo ukázat jako klíčové pro další mise oceánské světy “ v rámci Sluneční soustavy, mezi které patří Ceres , Ganymede, Callisto, Enceladus , Titan a další. I na těchto tělesech se věří, že život by mohl velmi dobře existovat v teplovodních oceánech, které leží pod povrchem. Kompaktní, odolný seismometr, který je schopen pracovat v prostředí s extrémní teplotou, by byl ideální pro studium jejich interiérů.
A co víc, mise tohoto druhu by dokázaly odhalit, kde jsou ledové příkrovy na těchto tělesech nejtenčí, a tedy kde jsou vnitřní oceány nejpřístupnější. Jakmile to bude hotové, NASA a další vesmírné agentury budou přesně vědět, kam poslat sondu (nebo možná robotickou ponorku). I když na to si možná budeme muset pár desítek let počkat!
Další čtení: ASU nyní
