Med Evropa Clipper in predlagani Evropa Lander , je NASA jasno dala vedeti, da namerava v prihodnjem desetletju poslati misijo na to ledeno Jupitrovo luno. Odkar Potovanje 1in2 sonde so v letih 1973 in 1974 izvedle svoje zgodovinske prelete Lune – kar je dalo prve znake oceana s toplo vodo v lunini notranjosti – znanstveniki so si želeli doseči vrh pod površjem in videti, kaj je tam.
V ta namen je NASA izdala donacijo skupini raziskovalcev z državne univerze Arizona za izdelavo in testiranje posebej zasnovanega seizmometra, ki bi ga pristajalnik uporabljal za poslušanje notranjosti Evrope. Ta naprava, znana kot Seismometer za raziskovanje podzemlja Evrope (SESE), bo pomagala znanstvenikom ugotoviti, ali je notranjost Evrope ugodna za življenje.
Glede na profil za Europa Lander bi bil ta mikrofon nameščen na robotsko sondo. Ko bi dosegel površje lune, bi seizmometer začel zbirati informacije o podzemnem okolju Evrope. To bi vključevalo podatke o njenih naravnih plimah in premikih znotraj lupine, ki bi določili debelino ledene površine.
Slika evropske ledene školjke, ki jo je posnelo vesoljsko plovilo Galileo, razpokanega 'terena kaosa'. Zasluge: NASA/JPL-Caltech
Ugotovil bi tudi, ali ima površje vodne žepe – torej podzemna jezera – in videl, kako pogosto se voda dvigne na površje. Že nekaj časa so znanstveniki sumili, da bi bil evropski 'teren kaosa' idealen kraj za iskanje dokazov o življenju. Za te značilnosti, ki so v bistvu mešana zmešnjava grebenov, razpok in ravnin, se domneva, da so mesta, kjer podzemni ocean komunicira z ledeno skorjo.
Kot take bi bilo tam najlažje najti kakršne koli dokaze o organskih molekulah ali bioloških organizmih. Poleg tega so odkrili tudi astronomi vodne perje prihajajo s površja Evrope. Te tudi veljajo za eno najboljših stav za iskanje dokaz o življenju v notranjosti . Toda preden jih je mogoče neposredno raziskati, je najpomembnejše določiti, kje se nahajajo rezervoarji vode pod ledom in ali so povezani z notranjim oceanom.
In tu bi nastopili instrumenti, kot je SESE. Hongyu Yu je sistemski inženir za raziskovanje iz ASU Šola za raziskovanje Zemlje in vesolja in vodja ekipe SESE. Kot je navedel v nedavnem članku avtorja ASU zdaj , »Želimo slišati, kaj nam ima Evropa povedati. In to pomeni postaviti občutljivo 'uho' na površino Evrope.'
Medtem ko je ideja o Europa Landerju še v fazi razvoja koncepta, si NASA prizadeva razviti vse potrebne komponente za takšno misijo. Kot taki so ekipi ASU zagotovili nepovratna sredstva za razvoj in testiranje njihovega miniaturnega seizmometra, ki na strani ne meri več kot 10 cm (4 palcev) in ga je mogoče enostavno namestiti na robotsko pristajalno napravo.
Evropsko 'Veliko jezero'. Znanstveniki domnevajo, da jih v plitvih predelih lunine ledene lupine obstaja še veliko več. Zasluge: Britney Schmidt/Dead Pixel FX/Univ. Teksasa v Austinu.
Še pomembneje je, da se njihov seizmometer od običajnih modelov razlikuje po tem, da se ne zanaša na senzor mase in vzmeti. Takšna zasnova bi bila neprimerna za misijo v drugo telo v našem Osončju, saj ga je treba postaviti pokončno, kar zahteva, da ga previdno posadimo in ne motimo. Še več, senzor mora biti nameščen v popolnem vakuumu, da se zagotovi natančne meritve.
Z uporabo mikroelektričnega sistema s tekočim elektrolitom za senzor sta Yu in njegova ekipa ustvarila seizmometer, ki lahko deluje v širšem razponu pogojev. 'Naš dizajn se izogne vsem tem težavam,' je dejal. »Ta zasnova ima visoko občutljivost na širok razpon vibracij in lahko deluje pod katerim koli kotom na površino. In če je potrebno, lahko ob pristanku močno udarijo ob tla.'
Kot Lenore Dai - kemijski inženir in direktor ASU Šola za inženirstvo snovi, prometa in energetike – pojasnilo, zaradi dizajna je SESE tudi zelo primeren za raziskovanje ekstremnih okolij – kot je ledena površina Evrope. 'Navdušeni smo nad priložnostjo, da razvijemo elektrolite in polimere, ki presegajo njihove tradicionalne temperaturne meje,' je je rekel . 'Ta projekt tudi ponazarja sodelovanje med disciplinami.'
SESE lahko prenese tudi udarce, ne da bi pri tem ogrozil odčitke svojih senzorjev, kar je bilo testirano, ko je ekipa udarila po njem s kladivom in ugotovila, da še vedno deluje. Po besedah seizmologa Edwarda Garnera, ki je tudi član ekipe SESE, bo to prišlo prav. Landerji imajo običajno šest do osem nog, trdi , ki bi jih lahko združili s seizmometri, da bi jih spremenili v znanstvene instrumente.
Umetnikov koncept kloridnih soli, ki brbotajo iz tekočega oceana Evrope in dosežejo zamrznjeno površino. Zasluge: NASA/JPL-Caltech
To veliko senzorjev na pristajalnem modulu bi znanstvenikom omogočilo združevanje podatkov, kar bi jim omogočilo, da premagajo vprašanje spremenljivih potresnih vibracij, ki jih zabeleži vsak. Zato je nujno zagotoviti, da so robustni.
»Seizmometri se morajo povezati s trdno podlago, da delujejo najbolj učinkovito. Če ima vsaka noga seizmometer, bi ga lahko ob pristanku potisnili na površje in tako vzpostavili dober stik s tlemi. Tudi visokofrekvenčne signale lahko ločimo od daljših valovnih dolžin. Na primer, majhni meteoriti, ki bi udarili na površino nedaleč stran, bi ustvarili visokofrekvenčne valove, plime gravitacijskih vlačilcev iz Jupitra in evropskih sosednjih lun pa bi povzročile dolge, počasne valove.
Takšna naprava bi se lahko izkazala za ključno tudi za druge misije ' oceanskih svetov ” znotraj Osončja, ki vključujejo Ceres , Ganimed, Callisto, Enceladus , Titan in drugi. Tudi na teh telesih se verjame, da bi življenje lahko obstajalo v toplovodnih oceanih, ki ležijo pod površjem. Kot tak bi bil kompakten, robusten seizmometer, ki je sposoben delati v ekstremnih temperaturnih okoljih, idealen za preučevanje njihove notranjosti.
Še več, tovrstne misije bi lahko razkrile, kje so ledene plošče na teh telesih najtanjše in s tem kje so notranji oceani najbolj dostopni. Ko bo to storjeno, bodo NASA in druge vesoljske agencije natančno vedele, kam poslati sondo (ali morda robotsko podmornico). Čeprav bomo morda morali na to počakati nekaj desetletij!
Nadaljnje branje: ASU zdaj
