Jupiters iskaldte måne Europa er en af de mest fristende verdener til udforskning - og det er grunden til, at NASA-forskere er dybt inde i processen med at designe Europa Clipper, et rumfartøj, der er beregnet til at knække dens hemmeligheder.
Europa Clipper lanceres så snart 2023, hvorefter vi trækker ud til Jupitersystemet i ca. 40 tæt passager over den mystiske iskaldne måne. Når det ankommer, samler rumfartøjet vigtige oplysninger om månens geologi, sammensætning og skjulte indre hav. Men inden teamet kan komme i gang med at bygge rumfartøjet, har det en sidste gennemgang at passere.
"Europa får vi ikke rigtig - der er disse virkelig vigtige mysterier, vi prøver at forstå," fortalte Space.com, Robert Pappalardo, en planetvidenskabsmand ved NASAs Jet Propulsion Laboratory og projektforsker. "[Europa Clipper] fortæller os så meget om, hvordan iskolde måner fungerer ... og iskolde måner er sandsynligvis de mest almindelige beboelsesmiljøer i universet, så det er spændende." [Fotos: Europa, Mysterious Icy Moon of Jupiter]
Ethvert liv på en iskald måne ville ikke være på overfladen: Det ville være skjult i indre oceaner, hvor trækningen fra en nærliggende planets tyngdekraft holder vandet flydende. Alt liv, som vi kender det lige nu, har brug for vand. Derudover kan geologisk aktivitet på havbunden give kemikalier til fodermikroorganismer. og isen ville blokere farlig stråling, der pummler overfladen. Så selvom der er masser af anden videnskab at gøre i Europa, er forståelsen af dets beboelighed - eller mangel herpå - et vigtigt stykke af missionen. ”Folk er interesserede i det, folk vil vide om denne mystiske verden, der muligvis kan rumme livet,” sagde Pappalardo. "Det er en virkelig vigtig grund til at gøre det."
Rumfartøjet vil bære et sæt på ni instrumenter designet til at arbejde sammen om at løse nogle af disse store mysterier og for at vurdere, hvor beboelig månen virkelig er. Under sit besøg vil rumfartøjet komme inden for kun 25 km fra Europas overflade, og det alene bød godt for forskere, der er på mission. "Vi kommer til at få fantastiske billeder tilbage," fortalte Christina Richey, personaleforsker i Europa Clipper, til Space.com.
Denne isskal har masser af hemmeligheder, ikke mindst hvor tyk den er. De mest almindelige træk på overfladen er kamme, og forskere er ikke sikre på, hvordan de dannes. Huller i ispladen kan muligvis lade havvand skubbe ud i rummet, som det også sker ved Saturns mest berømte iskaldte måne, Enceladus.
Og der ser ud til at være en slags proces, der involverer at bevæge isstykker langs Europas overflade, men detaljerne om, hvad der driver det, er stadig et mysterium. "Der er så meget fra et geologisynspunkt, som vi ikke har set endnu, og vi får lige indlæg," sagde David Senske, viceprojektforsker for Europa Clipper, til Space.com.
For at tackle disse mysterier bygger rumfartøjet, dets instrumenter og dets ledere alle på taktikker udviklet af tidligere missioner. Ligesom Juno vil rumfartøjet stole på solenergi i Jupitersystemets kolde rækkevidde. Og ligesom Cassini på Enceladus, kunne Clipper flyve igennem. [Water Plumes on Europa: The Discovery in Images]
Men der er også nye udfordringer at tackle, som at vælge en sti til rumfartøjet, der skal følges omkring Jupiter-systemet, i en proces kaldet baneplanlægning, som Senske spøgtigt omtaler som "sort magi". (Rumfartøjet går ikke direkte i kredsløb om Europa, fordi det ville modtage for meget stråling, hvis det gjorde det. Men denne begrænsning giver også fordele - som at fange et kig på andre måner. "Jeg er tilfældigvis lige der," sagde Richey. " Hvem vil ikke se på det planetariske legeme, der ligner en pox-ridet afgrund? ")
Baneplanlægning er en kompliceret matematisk bestræbelse, og det endelige valg vil bestemme nøjagtigt, hvad videnskab der kan gøres under missionens passeringer over Europa. Derfor kommer baneteamet med en række muligheder for holdene på hvert instrument til at evaluere for at vælge det med det bedste videnskabelige potentiale samlet set.
Det er en separat proces fra at bestemme rumfartøjets rute til Jupiter-systemet i første omgang, som venter på en beslutning fra NASA om missionens lanceringskøretøj. Clipper kører enten agenturets eget Space Launch System på en tre-årig rejse eller en SpaceX Falcon Heavy, der ville strække rejsen til fem eller seks år.
Mens de venter på en beslutning, er teamet fokuseret på det aktuelle hinder: adressering af spørgsmål rejst om anmeldelser af individuelle komponenter i projektet, og hvordan de interagerer. Når disse er adresseret, vil projektet gå ind i, hvad mission designere kalder fase C, som inkluderer indstilling af det endelige budget for projektet og begynder at bygge det rigtige rumfartøj. ”Det er, når det sjove starter,” sagde Richey.
I mellemtiden er en vigtig risiko, at et stykke af rumfartøjet måske kommer lidt for langt foran andre, hvilket gør det sværere for ingeniører at trække alt sammen. "Det er altid et stressende tidspunkt for ethvert hold, men jeg synes, dette hold håndterer det ganske godt, og jeg tror, at vi alle er glade for at begynde at bygge," sagde Richey. ”Det er lidt som en kompliceret version af Tetris, hvor denne række linjer virkelig godt, og andre skår begynder at stille op og arbejde i, men du vil sikre dig, at du ikke får denne for langt foran resten af dem."
For Pappalardo, der var involveret i missionen i de tidligste dage og husker kampen for at opbygge støtte til den, er processen blevet en virvelvind.
”Det er fantastisk, vi er nødt til at bevæge os så hurtigt for at komme til en lancering, der tidligst vil være 2023,” sagde han. "Nogle gange stopper du op og indser, at du er i denne flod, der haster med, og det bærer dig bare med det, fordi der er så mange ting at gøre."
