I et stort skridt fremad på en længe drøm om mission for at undersøge bebobarheden i det underjordiske hav af Jupiters mystiske måne Europa, annoncerede top NASA-embedsmænd i dag, tirsdag, 26. maj, udvælgelsen af ni videnskabelige instrumenter, der vil flyve på agenturets længe ventede planetarisk videnskabsmission til en spændende verden, som mange forskere mistænker kunne støtte livet.
”Vi er på vej til Europa,” proklamerede John Grunsfeld, associeret administrator for NASAs Science Mission Directorate i Washington, på en mediebriefing i dag, der skitserede NASAs planer for en mission dedikeret til lancering i de tidlige til midten af 2020'erne. ”Det er en mission at inspirere.”
”Vi forsøger at besvare store spørgsmål. Er vi alene? ”
”Den unge overflade ser ud til at være i kontakt med et undersøisk hav.”
Europa-missionsmålet er at undersøge, om den spændende iskalde joviske måne, svarende til størrelsen som Jordens måne, kunne rumme forhold, der er egnede til udvikling og bæredygtighed i livet i det mistænkte hav.
Det vil være udstyret med kameraer med høj opløsning, radar og spektrometre, adskillige generationer ud over hvad som helst før for at kortlægge overfladen i en hidtil uset detalje og bestemme månens sammensætning og undergrundskarakter. Og det vil søge efter søer under jorden og søge at prøve udbrudte dampflader som dem, der forekommer i dag på Saturns lille måne Enceladus.
”Europa har fristet os med sin gåtefulde iskolde overflade og bevis på et enormt hav efter de fantastiske data fra 11 flybys fra rumfartøjet Galileo for over et årti siden og de nyeste Hubble-observationer, der tyder på, at vand, der skyder ud fra månen,” siger Grunsfeld.
”Vi er begejstrede for potentialet i denne nye mission og disse instrumenter til at afsløre Europas mysterier i vores søgen efter at finde bevis på liv ud over Jorden.”
Planetforskere har længe ønsket en hurtig afkast på Europa, lige siden de banebrydende opdagelser af NASAs Galileo Jupiter-orbiter i 1990'erne viste, at den fremmede verden havde et betydeligt og dybt undergrund under et iskaldt shell, der ser ud til at interagere med og ændre overfladen i nyere tid.
NASAs Europa-mission ville sprænge måske så snart 2022, afhængigt af budgettildeling og raketudvælgelse, hvis kandidater inkluderer det tunge løft Space Launch System (SLS).
Den solcelledrevne sonde vil gå i kredsløb omkring Jupiter til en tre-årig mission.
"Missionskonceptet er, at det vil udføre flere flyby's af Europa," sagde Jim Green. direktør, Planetary Science Division, NASAs hovedkvarter, under briefingen.
”Formålet er at bestemme, om Europa er et beboeligt sted. Det viser få kratere, et brunt tyggegummi på overfladen og revner, hvor undergrunden møder overfladen. Der kan være organiske stoffer og næringsstoffer blandt misfarvningen på overfladen. ”
Europa er på eller nær toppen af listen for mest sandsynlige steder i vores solsystem, der kan understøtte liv. Mars er også tæt på toppen af listen og udforskes i øjeblikket af en flåde af NASA-robotprober, herunder overfladevandrer nysgerrighed og mulighed.
”Europa er et af de kritiske områder, hvor vi mener, at miljøet bare er perfekt til potentiel udvikling af livet,” sagde Green. ”Denne mission er det trin, der hjælper os med at forstå det miljø og forhåbentlig give os en indikation af, hvor beboeligt miljøet kan være.”
Den nøjagtige tykkelse af Europas isskal og omfanget af dets undergrund er ikke kendt.
Isskaldykkelsen er af nogle forskere udledt til at være måske kun 5 til 10 kilometer tyk baseret på data fra Galileo, Hubble-rumteleskopet, en Cassini flyby og andre jord- og rumbaserede observationer.
Det globale hav er måske dobbelt så stort som alt Jordens vand. Forskning viser, at det er salt, kan have organiske stoffer og har en stenet havbund. Tidevarmeopvarmning fra Jupiter kunne give energien til blanding og kemiske reaktioner, suppleret med undersøiske vulkaner, der spyr varme og mineraler til støtte for levende væsener, hvis de findes.
”Europa kan være det bedste sted i solsystemet at se efter nutidens liv ud over vores hjemmeplanet,” siger NASA-embedsmænd.
De instrumenter, som NASA vælger i dag, vil hjælpe med at besvare spørgsmålet om bebobarhed, men de er ikke instrumenter til livdetektering i sig selv. Det ville kræve en opfølgning på mission.
”De kunne finde indikationer på liv, men de er ikke livdetektorer,” sagde Curt Niebur, Europa-programforsker ved NASAs hovedkvarter i Washington. ”Vi har i øjeblikket ikke engang enighed i det videnskabelige samfund om, hvad vi vil måle, som ville fortælle alle med tillid, at denne ting, du ser på, lever. Det er utroligt vanskeligt at opbygge en livedetektor. ”
'I løbet af den treårige mission vil orbiteren udføre 45 tæt flybyer af Europa,' fortalte Niebur til Space Magazine. ”Disse forekommer cirka hver to til tre uger.”
De nære flybyer varierer i højde fra 16 miles til 1.700 miles (25 kilometer til 2.700 kilometer).
”Massespektrometret har et interval på 1 til 2000 dalton, fortalte Niebur mig. ”Det er en meget bredere rækkevidde end Cassini. Der vil dog ikke være nogen midler ombord til at bestemme chiralitet. ” Tilstedeværelsen af Chirale forbindelser kan være en indikator på liv.
Lige nu er Europa-missionen i formuleringsfasen med et budget på omkring $ 10 millioner i år og $ 30 millioner i 2016. I løbet af de næste tre år vil missionskonceptet blive defineret.
Mission forventes at koste i intervallet mindst 2 milliarder dollars eller mere.
Her er en NASA-beskrivelse af de 9 valgte instrumenter:
Plasmainstrument til magnetisk lyd (PIMS) - hovedundersøger Dr. Joseph Westlake fra Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL), Laurel, Maryland. Dette instrument fungerer sammen med et magnetometer og er nøglen til at bestemme Europas isskaldykkelse, havdybde og saltholdighed ved at korrigere det magnetiske induktionssignal for plasmastrømme omkring Europa.
Interiørkarakterisering af Europa ved hjælp af magnetometri (ICEMAG) - hovedundersøger Dr. Carol Raymond fra NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, Californien. Dette magnetometer måler magnetfeltet i nærheden af Europa og - i forbindelse med PIMS-instrumentet - udlede placeringen, tykkelsen og saltholdigheden af Europas underjordiske hav ved hjælp af multifrekvens elektromagnetisk lyd.
Kortlægning af billedspektrometer til Europa (MISE) - hovedundersøger Dr. Diana Blaney fra JPL. Dette instrument vil undersøge sammensætningen af Europa, identificere og kortlægge fordelingerne af organiske stoffer, salte, syrehydrater, vandisfaser og andre materialer for at bestemme Europas havs levedygtighed.
Europa Imaging System (EIS) - hovedundersøger Dr. Elizabeth Turtle fra APL. De vid- og smalvinklede kameraer på dette instrument vil kortlægge det meste af Europa i en opløsning på 50 meter (164 fod) og giver billeder af områder af Europas overflade i op til 100 gange højere opløsning.
Radar til Europa-vurdering og lyding: Ocean to Near-Surface (REASON) - hovedundersøger Dr. Donald Blankenship ved University of Texas, Austin. Dette dobbeltfrekvente isindtrængende radarinstrument er designet til at karakterisere og lyde Europas iskolde skorpe fra nærfladen til havet og afsløre den skjulte struktur af Europas isskal og potentielt vand inde.
Europa Thermal Emission Imaging System (E-THEMIS) - hovedundersøger Dr. Philip Christensen fra Arizona State University, Tempe. Denne "varmedetektor" vil give høj rumlig opløsning, multispektral termisk billeddannelse af Europa for at hjælpe med at detektere aktive steder, såsom potentielle åbninger, der sprænger vand vand i rummet.
Masse SPectrometer til planetarisk eksploration / Europa (MASPEX) - hovedundersøger Dr. Jack (Hunter) Waite fra Southwest Research Institute (SwRI), San Antonio. Dette instrument bestemmer sammensætningen af overfladen og havets undergrund ved at måle Europas ekstremt svage atmosfære og ethvert overflademateriale, der sprøjtes ud i rummet.
Ultraviolet spektrograf / Europa (UVS) - hovedundersøger Dr. Kurt Retherford fra SwRI. Dette instrument vil anvende den samme teknik, der blev anvendt af Hubble-rumteleskopet til at registrere den sandsynlige tilstedeværelse af vandstrømme, der bryder ud fra Europas overflade. UVS vil være i stand til at opdage små huler og give værdifulde data om sammensætningen og dynamikken i månens sjældne atmosfære.
SUrface Dust Mass Analyzer (SUDA) - hovedundersøger Dr. Sascha Kempf fra University of Colorado, Boulder. Dette instrument vil måle sammensætningen af små, faste partikler, der sprøjtes ud fra Europa, og giver mulighed for direkte at prøve prøveoverfladen og de potentielle plumes på lavhøjde flybys.
Følg med her for Ken's fortsatte jord- og planetariske videnskaber og menneskelige rumfartnyheder.
