Po dvidešimties metų pakilimų ir nuosmukių, vystymosi ir nuosmukio, mokslininkai ruošiasi siųsti misijas tyrinėti Europos vandenynų pasaulį. Ar tai gali būti geriausia mūsų galimybė rasti gyvybę bet kurioje Saulės sistemos vietoje? Juk Europa yra labai mažas pasaulis, skriejantis aplink milžinišką Jupiterio planetą, netgi mažesnis už Žemės Mėnulį. Iš tolo Europa atrodo kaip nelygus tamsių juostų tinklelis, tarsi purvinas pieštuko piešinys. Netoli aptinkami ilgi linijiniai įtrūkimai leduose, kai kuriais atvejais tęsiasi tūkstančius kilometrų. Daugelis jų užpildyti nežinomu teršalu, kurį mokslininkai vadina „ruduoju purvu“. Kitur paviršius nelygus ir subraižytas, tarsi masyvūs ledo plyšiai dreifuotų, suktųsi ir slūgtų.
Galinga Jupiterio gravitacija padeda generuoti potvynio jėgas, kurios daugybę kartų ištempia ir silpnina mėnulį. Tačiau suskaidytą Europos kraštovaizdį sukėlusius stresus geriausiai galima paaiškinti ledo apvalkalu, plūduriuojančiu skysto vandens vandenyne.
- „Salik.biz“
„Tai, kad„ Europa “paviršiuje yra skysto vandens, kaip mes žinome iš ankstesnių misijų, ypač iš„ Galileo “1990 m. Surinktų magnetometrų stebėjimų, daro ją vienu iš įdomiausių galimų gyvybės paieškų taškų“, - sako profesorius Andrew Coatesas. iš Mullardo kosminių tyrimų laboratorijos Surrey mieste, JK.
Sūrus „Europa“gylis į palydovą gali pasiekti 80–170 kilometrų, tai reiškia, kad jame gali būti dvigubai daugiau skysto vandens nei visuose Žemės vandenynuose.
Nors vanduo yra viena iš svarbiausių gyvenimo sąlygų, Europa vandenynai gali turėti ir kitų, pavyzdžiui, cheminės energijos šaltinį mikrobams. Be to, vandenynas gali sąveikauti su paviršiumi įvairiomis priemonėmis, įskaitant šiltus ledo lašus, kurie ledo apvalkalu kyla iš apačios į viršų. Todėl paviršiaus tyrimas gali suteikti informacijos apie tai, kas vyksta vandenyne.
Dabar NASA pradeda dvi misijas ištirti šį intriguojantį pasaulį. Abu jie buvo aptarti 48-ojoje mėnulio ir planetų mokslo konferencijoje (LPSC) Hiustone.
Pirmoji yra skraidanti misija pavadinimu „Europa Clipper“, kuri greičiausiai įvyks 2022 m. Antra yra nusileidimo misija, kuri vyks po kelerių metų.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Dr Robertas Pappalardo iš NASA reaktyvinio varymo laboratorijos yra mokslininkas.
„Mes stengiamės suprasti galimą Europos pritaikomumą, jos sudedamąsias dalis gyvenimui: vandenį ir galimą cheminę energiją gyvenimui“, - sako jis. „Mes tai darome bandydami suprasti vandenyno ir ledo apvalkalą, sudėtį ir geologiją. Jie visi kartu demonstruoja dabartinės Europos veiklos lygį “.
„Clipper“gabena devynis įrankius, įskaitant kamerą, kuri užfiksuos didžiąją dalį paviršiaus; spektrometrai suprasti jo sudėtį; ledui pralaidus radaras, skirtas trijų matmenų ledo apvalkalui atvaizduoti ir vandeniui surasti po ledo apvalkalu; magnetometras vandenynui apibūdinti.
Tačiau kadangi „Galileo“erdvėlaivis pateikė vandenyno įrodymus 1990 m., Mes žinome, kad Europa nėra vienintelė tokio pobūdžio.
„Per pastaruosius dešimt metų mes nustebome atradę, kad neįmanoma nukeliauti į išorinę saulės sistemą ir nesusidurti su vandenynų pasauliu“, - sako „Clipper“mokslininkas Kurtas Niebuhras.
Pavyzdžiui, Saturno mėnulio Enceladuje ledas iš požeminio vandenyno išsiveržė į kosmosą per įtrūkimus pietiniame poliuje.
Saturno mėnulis taip pat gali išvysti ypatingą misiją 2020-aisiais, tačiau dr. Niebuhr mano, kad Europa yra patrauklesnis taikinys: „Europa yra daug didesnė nei Enceladus ir turi daugiausiai: daugiau geologinio aktyvumo, daugiau vandens, daugiau vietos tam vandeniui, daugiau šilumos. daugiau žaliavų ir didesnis stabilumas aplinkoje “.
Yra kažkas, kas šį mėnulį išskiria: jo apylinkės. „Europa“orbitinis kelias eina giliai į Jupiterio magnetinį lauką, kuris užfiksuoja ir pagreitina daleles.
Rezultatas - intensyvios radiacijos diržai, kurie kepa erdvėlaivio elektroniką, ribodami misijos trukmę mėnesiais ar net savaitėmis. Tačiau ši radiacija taip pat sukelia reakcijas Europos paviršiuje, sukurdama oksidantus. Žemėje biologija naudoja chemines reakcijas tarp oksidantų ir junginių, žinomų kaip reduktoriai, kad suteiktų būtiną energiją gyvenimui.
Tačiau paviršiuje sukurti oksidantai yra naudingi Europos mikroorganizmams tik tuo atveju, jei jie gali nusileisti į vandenyną. Laimei, konvekcijos procesas, stumiantis šilto ledo lašelius aukštyn, taip pat gali sunaikinti paviršiaus medžiagas. Patekę į vandenyną, oksidatoriai gali reaguoti su reduktoriais, kuriuos gamina jūros vanduo, reaguodami į kietą vandenyno dugną.
„Jums reikia abiejų akumuliatoriaus polių“, - aiškina Robertas Pappalardo.
Tokiems mokslininkams, kaip dr. Pappalardo, būsimos misijos yra svajonių išsipildymas du dešimtmečius. Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje buvo parengtos pirmosios misijos į Europą koncepcijos, todėl pasiūlymai buvo sumušti po vieną.
2000-aisiais JAV ir Europa net telkė išteklius misijai, kuri į Europą ir Jupiterio mėnulio Ganymede siųstų atskirus erdvėlaivius. Tačiau planas buvo atšauktas dėl biudžeto sumažinimo, o europinė dalis įsitraukė į „Juice“misiją.
„Nemanau, kad per pastaruosius 18 metų buvo vykdoma misija į Europą, kuri praėjo pro pirštus ir į akis“, - sako Niebuhr. „Tai buvo ilga kelionė. Kelias pradėti visada buvo sunkus, be to, jis buvo kupinas nusivylimų. Labiausiai tai pajutome Europos pavyzdyje “.
Tyrinėti Europą yra brangu, nors ne daugiau nei kitos NASA pavyzdinės misijos, tokios kaip „Cassini“ar „Curiosity“.
Yra sudėtingi inžineriniai iššūkiai, pavyzdžiui, darbas su Jupiterio radiacijos diržais. Erdvėlaivio instrumentai turi būti ekranuoti tokiomis medžiagomis kaip titano metalas, sako Pappalardo, tačiau „jie turi turėti galimybę pamatyti Europą“.
Todėl, norėdama užtikrinti „Clipper“saugumą, NASA šiek tiek nukryps nuo taisyklių. „Turėjo būti taip:„ Galileo “skrido pro Europą, taigi kita misija turėtų būti orbita. Taip mes užsiimame verslu “, - sako Niebuhr. Užuot įėjęs į Europos orbitą, „Clipper“sumažins misijos sutrumpinimo radiacijos poveikį, įžengdamas į Jupiterio orbitą ir per trejus su puse metų atliks mažiausiai 45 artimas misijas į ledinį Mėnulį.
"Mes supratome, kad galime išvengti šių techninių problemų, susijusių su patekimu į Europos orbitą, padaryti misiją labiau įgyvendinamą ir tuo pat metu atlikti visas mokslines užduotis."
Saulės šviesos intensyvumas šalia Europos yra trisdešimt kartų silpnesnis nei žemėje. Tačiau NASA nusprendė, kad ji gali maitinti „Clipper“saulės baterijas, todėl nereikės naudoti radioizotopų generatorių, kaip ir kitos misijos. „Visi šie tyrimų metai privertė mus atsisakyti senų koncepcijų ir susitelkti ties tuo, kas iš tikrųjų pasiekiama, o ne norima“, - sako Kurtas Niebuhras.
2011 m., Atšaukus JAV ir Europos misiją, Nacionalinės tyrimų tarybos ataskaita patvirtino ledinio mėnulio tyrimo svarbą. Nepaisant to, NASA vis dar atsargiai vertina išlaidas.
Lens nesulaukė finansavimo prezidento 2018 m. Biudžeto prašyme NASA. Bet agentūros planetų mokslų direktorius dr. Jimas Greenas sako, kad „ši misija yra nepaprastai jaudinanti, nes ji mums papasakos apie mokslą, kurį galėtume atlikti palydovo paviršiuje“.
„Norėdami suprasti, kokius matavimus turime atlikti, turime praeiti ilgą procesą. Tuomet turime dirbti su administracija ir suplanuoti tinkamą laiką, susitarti dėl biudžeto, kad judėtume į priekį “.
Per pastaruosius dvidešimt metų buvo pasiūlytos labai novatoriškos tūpimo koncepcijos, atspindinčios mokslinį dosnumą, kurį galima naudoti po nusileidimo. Gearyne'as Jonesas iš Mullardo kosminių tyrimų laboratorijos rengė koncepciją, vadinamą „skverbtuvu“.
„Jie anksčiau nebuvo išėję į kosmosą, tačiau technologijos yra daug žadančios“, - aiškina jis. Iš palydovo iššautas sviedinys į paviršių smogia „labai sunkiai, maždaug 300 metrų per sekundę greičiu, 1000 km / h greičiu“, išmesdamas ledą tolesnei analizei borto prietaisais, kurie turėtų atlaikyti kritimą.
Atvirkščiai, būsimas NASA nusileidimas vyks švelniai, naudojant „dangaus krano“technologiją, kuri buvo naudojama saugiai nuleisti „Curiosity“roverį ant Marso 2012 m. Nusileidimo metu ji naudos autonominę tūpimo sistemą, kad realiuoju laiku aptiktų ir užkirstų kelią paviršiaus pavojams.
„Clipper“galės pateikti žvalgybinį nusileidimo vietą. „Man patinka idėja, kad jis suras tinkamą oazę ten, kur vanduo yra arti paviršiaus. Gal bus šilta ir bus organinių medžiagų “, - sako Pappalardo.
Laivas bus aprūpintas jautriais prietaisais ir besisukančiu pjūklu, kuris pateiks šviežius mėginius iš po radiacijos apdoroto paviršiaus ledo.
„Sulaikytojas turės patekti į šviežiausią, nesugadintą ledo pavyzdį. Norėdami tai padaryti, jis turės kasti giliai arba išsiveržti į paviršių - sukurti geizerį, kuris į paviršių išmes daug šviežios medžiagos “, - sako Kurtas Niebuhras.
Pastaraisiais metais Hablo teleskopas atliko išankstinius vandens ledo išsiveržimų iš Europos po Europą stebėjimus, panašius į Encelado. Tačiau nėra prasmės lankytis dešimties metų išsiveržimų vietose - prietaisas turi aplankyti vietą, kurioje yra gana šviežias išmetimas.
Todėl mokslininkai turi suprasti, kas skatina šiuos geizerius: pavyzdžiui, „Clipper“nustatys, ar geizeriai yra susiję su bet kuriomis paviršiaus paviršiaus karščiomis.
Žemės jūros plotai kunkuliuoja gyvenimu, todėl mums sunku įsivaizduoti sterilų 100 km gylio vandenyną Europoje. Tačiau nustatyta labai aukšta mokslinė gyvybės nustatymo riba. Ar sugebėsime atpažinti svetimą gyvenimą, jei jį surasime?
„Iškrovimo misijos tikslas yra ne tik atrasti gyvenimą (mūsų pasitenkinimui), bet ir įtikinti visus kitus, kad mes tai padarėme“, - aiškina Niebuhr. "Mums nebus labai gerai investuoti į šią misiją, jei viskas, ką mes kuriame, yra moksliniai ginčai."
Taigi komanda pasiūlė du būdus. Pirma, bet koks gyvybės nustatymas turi būti pagrįstas keliomis nepriklausomomis duomenų linijomis, gautomis iš tiesioginių matavimų.
Negalite atlikti nė vieno išmatavimo ir pasakyti: taip, yra eureka, mes jį radome. Jūs žiūrite į bendrą sumą “, - sako Niebuhr. Antra, mokslininkai sukūrė šių rezultatų aiškinimo sistemą, kuri gali būti teigiama, o kita - neigiama. „Sukuriamas sprendimų medis, apimantis visus skirtingus kintamuosius. Eidami šiais skirtingais keliais, gauname galutinį rezultatą, vieną iš dviejų dalykų: arba mes radome gyvenimą, arba ne “, - sako jis.
ILYA KHEL